Logo
Cover

Ученые из американского Центра энергетических инноваций обошли лимит, ограничивающий скорость химической реакции с использованием катализатора. Открытие преобразит большинство химических производств — топлива, пластмасс и продуктов питания.

Для ускорения химических реакций ученые используют катализаторы. Реакция на поверхности катализатора, например, металла, произойдет быстрее. Однако ее скорость ограничивает принцип Сабатье или «Златовласки»: лучший катализатор из возможных должен идеально уравновешивать две части химической реакции. Вступающие в реакцию молекулы должны касаться металлической поверхности не слишком сильно и не слишком слабо, рассказывает Phys.org.

Нарушить этот принцип ученым позволил осциллирующий катализатор. Волна, у которой есть верхнее и нижнее положение, позволяет обеим частям химической реакции происходить независимо с разной скоростью.

Когда воздействующая на поверхность катализатора волна совпадает с естественной частотой химической реакции, ее скорость существенно увеличивается благодаря резонансу.

Способность напрямую ускорять химические реакции имеет важное значение для производства тысяч соединений и материалов — удобрений, продуктов питания, топлива, пластмасс и многого другого.

В прошлом веке их изготовление оптимизировали при помощи статических катализаторов. Повышение скорости реакции сократит количество необходимого оборудования для производства и снизит стоимость многих повседневных товаров.   

«Это [открытие] может полностью изменить метод производства почти всех самых основных химических веществ, материалов и топлива, — сказал профессор Дионисиос Влахос, директор Центра. — Переход от традиционных к динамическим катализаторам настолько же важное явление, как и от постоянного к переменному току».

Катализаторы для увеличения емкости литий-воздушного аккумуляторов в 10 раз по сравнению с современными литий-ионными разработали в США полгода назад. С такой батареей дальность поездки электромобиля на одном заряде достигнет 800 км.