Auto's zijn uitgerust met katalysatoren om giftige uitlaatgassen te ontwapenen. Platina speelt daar een belangrijke rol. Leidse natuur- en scheikundigen hebben nu voor het eerst het mechanisme achter een platinakatalysator gezien. Met een fundamenteel begrip van het proces, wetenschappers kunnen dit zeldzame materiaal efficiënter gebruiken. publicatie in Natuurcommunicatie .

De uitlaatgassen van meer dan een miljard auto's wereldwijd dragen in belangrijke mate bij aan de opwarming van de aarde. Maar zonder katalysatoren, auto's zouden nog vervuilender zijn. Nadat giftige uitlaatgassen de motor verlaten, katalysatoren zetten die om in minder schadelijke stoffen. Platina speelt hierbij een belangrijke rol, door het giftige koolmonoxide te elimineren. Dit edelmetaal is zeer zeldzaam en daarom onderzoeken wetenschappers hoe het zo efficiënt mogelijk kan worden gebruikt.

Platina

Platina werkt als een katalysator door zuurstofatomen (O) te verzamelen, en ze te laten binden met het giftige koolmonoxide (CO), om het minder schadelijke koolstofdioxide (CO2) te creëren. Natuurkundige Joost Frenken en scheikundigen Irene Groot en Matthijs van Spronsen van de Universiteit Leiden hebben nu voor het eerst in beeld gebracht hoe dit proces op atomair niveau werkt. Met een speciale zelfgebouwde microscoop zagen ze een ultradun zuurstoflaagje groeien op een platina oppervlak. Dit gebeurde onder realistische omstandigheden, wat betekent bij dezelfde hoge druk en temperatuur als in een motor, wat het experiment extra moeilijk maakte. De onderzoekers ontdekten dat de zuurstofatomen enigszins "los, " zodat ze gemakkelijk kunnen reageren met andere stoffen. Dit geeft voor het eerst een goede verklaring voor de hoge katalytische activiteit van platina bij oxidatiereacties.

efficiëntie

Door het mechanisme achter de platinakatalysator te ontrafelen, de Leidse wetenschappers dragen bij aan een beter fundamenteel begrip van katalyse. Op lange termijn, wetenschappers zouden deze kennis kunnen benutten om zeldzame materialen zoals platina efficiënter te gebruiken. Groot:"Dan hebben we ofwel minder platina nodig om hetzelfde resultaat te krijgen, of we begrijpen het katalysemechanisme achter platina zo goed dat we een vervangend materiaal kunnen maken."