Een doorbraak in het katalyse-onderzoek door academici van de universiteiten van St. Andrews en Newcastle zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van schone dieselmotortechnologie en de bestrijding van luchtvervuiling.

Katalyse is een belangrijk proces dat ten grondslag ligt aan de chemische industrie, waardoor we efficiënt de chemicaliën kunnen produceren die we nodig hebben. Het stelt ons ook in staat om de vervuiling op te ruimen die we anders in de atmosfeer zouden uitstoten. Katalysatoren zijn typisch metalen nanodeeltjes, vaak metalen uit de platinagroep die fijn op een substraat zijn afgezet. De activiteit en duurzaamheid van de katalysator hangen kritisch af van de interactie van de deeltjes met het substraat.

In de afgelopen jaren heeft het team van de Universiteit van St. Andrews metalen nanodeeltjes onderzocht die zijn bereid door exsolutie aan het oppervlak van perovskietoxiden en hebben ze aangetoond dat deze structuren nieuwe dimensies mogelijk maken in katalyse en energieconversie- en opslagtechnologieën dankzij hun socketed, goed verankerde structuur.

Nutsvoorzieningen, in nauwe samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Newcastle hebben ze aangetoond dat, in tegenstelling tot wat algemeen wordt aangenomen, geëxsolveerde deeltjes lossen bij oxidatie niet opnieuw op in het onderliggende perovskiet. In plaats daarvan, ze kunnen vastgezet blijven op hun oorspronkelijke locatie, en kan dan verdere chemische transformaties ondergaan om hun samenstelling te veranderen, structuur en functionaliteit drastisch, met behoud van hun oorspronkelijke ruimtelijke ordening. Dit wordt 'chemie op een punt' genoemd.

Het opmerkelijke nut van constructies die via dit concept zijn gemaakt, is aangetoond met betrekking tot het opruimen van uitlaatgassen door dieselemissies, oxiderende CO en NO gelijktijdig gedurende honderden bedrijfsuren. Het concept vertegenwoordigt een stapsgewijze verandering in het ontwerp van aarde-overvloedige metaalkatalysatoren die wedijveren met platina voor reacties van essentieel praktisch belang, op gewichtsbasis, en ook bij temperaturen die relevant zijn voor uitlaatemissies.

De bevindingen worden vandaag (30 november 2017) gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

leidende academische, Professor John Irvine van de School of Chemistry in St. Andrews, zei:"Dit concept 'chemie op een punt' maakt het ontwerp mogelijk van qua samenstelling diverse opgesloten oxidedeeltjes met superieure stabiliteit en katalytische reactiviteit brede toepasbaarheid in schone energieprocessen en milieusanering.

"In 2015 schatte de regering dat de blootstelling aan NOx- en fijnstofemissies van dieselmotoren leidde tot ongeveer 52, 000 extra sterfgevallen in het VK; de bevindingen van het onderzoek hebben verstrekkende gevolgen voor de toekomst van schone diesel en luchtvervuiling."