Ученые из Института катализа СО РАН и Университета Барселоны разработали катализатор для снижения содержания угарного газа в атмосфере. Катализатор эффективно работает даже при минусовых температурах воздуха. Разработку можно будет использовать для нейтрализации выхлопов автомобильного транспорта и выбросов от ТЭЦ, работающих на ископаемом топливе. Статья опубликована в журнале Applied Catalysis B: Environmental.
Команда ученых исследовала каталитические свойства сложных наноструктурированных материалов на основе комбинаций металлов и оксидов, чтобы создать катализаторы, работающие при низких температурах. Кроме нейтрализации автомобильных выхлопов, разработанный катализатор можно будет применять и для очистки воздуха от выбросов ТЭЦ.
«Мы сосредоточили внимание на платино-цериевой комбинации, способной начать окисление угарного газа (CO) уже при -50 °C. Эту необычайную низкотемпературную активность мы достигли за счет нанесения атомов и кластеров платины на наноструктурированный диоксид церия. Ключом к пониманию характеристик этих очень активных материалов является синергизм, или взаимное усиление, между оксидным носителем и хорошо распределенной окисленной платиной. Мы можем идентифицировать активные состояния этих компонентов с помощью спектроскопических методов, но для описания их конкретной роли требуются специальные вычислительные модели», — пояснил руководитель проекта, профессор Андрей Боронин.
Загрязнение воздуха в результате сжигания топлива — серьезная экологическая проблема. Присутствие оксидов азота, очень мелких частиц углерода и угарного газа в воздухе густонаселенных городов вредит здоровью человека, повышая риск болезней сердца, инсульта и рака легких. Большую часть вредных веществ, которые образуются при сжигании углеводородного топлива, нейтрализуют каталитические конвертеры. Однако эти катализаторы не работают при низких температурах.
С помощь квантово-химических расчетов на высокопроизводительных компьютерах ученые смогли смоделировать сложные материалы и расшифровывать роль каждого компонента в достижении уникальных каталитических характеристик, измеренных экспериментально. Исследование стало важным шагом в в разработке каталитических материалов для низкотемпературной окислительной нейтрализации загрязняющих веществ. Однако пока их широкому применению препятствует высокое содержание платины. Теперь ученые работают над достижением таких же высоких показателей каталитической активности, но при сниженном содержании драгоценного металла.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
