مونواکسید کربن با یک اتم فلزی به CO2 تبدیل می‌شود

محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن و دانشگاه تافتس برای اولین بار نشان دادند که اتم یک فلز می‌تواند به‌عنوان کاتالیزور در تبدیل مونواکسید کربن به دی‌اکسید کربن، طی یک واکنش شیمیایی عمل کند. این واکنش شیمیایی همان واکنشی است که در اگزوز خودروها برای حذف گازهای مضر صورت می‌گیرد.

نتایج  این تحقیق که در ژورنال Nature Catalysis منتشر شد، می‌تواند نقش بهبوددهنده‌ای در طراحی مبدل‌های کاتالیزوری و همچنین تأثیرات قابل توجهی در بخش محاسبات مربوط به کاتالیزورها داشته باشد.

هر چه بازدهی موتورها افزایش پیدا می‌کند، دمای احتراق در آن‌ها هم کم‌تر می‌شود. البته این مسئله کار را برای مبدل‌های کاتالیزوری سخت‌تر می‌کند و باعث می‌شود که گازهای مضر بیشتری تولید شود. شرکت‌های سازنده‌ی خودرو همواره در گیرودار مجوزهای سخت‌گیرانه‌ی سلامت انسان‌ها بوده‌اند. یک نمونه‌ی آن فولکس واگن است که متهم به طراحی یک برنامه‌ی نرم‌افزاری شد که در آن آمار گمراه‌کننده‌ای از انتشار گازهای گلخانه‌ای تولیداتش می‌داد!

مک ایون گفت:

بخش عمده‌ی آلاینده‌ی شیمیایی مضری که از اگزوز خودرو خارج می‌شود شامل مونواکسید کربن و اکسید نیتروژن است که هنگام روشن کردن موتور خودرو آزاد می‌شود. در دماهای پایین امکان خنثی کردن این ترکیبات سمی خیلی سخت می‌شود.

این دو پژوهشگر، در مقاله‌ی خود نشان دادند که با استفاده از اتم‌های پلاتین روی بستر اکسید مس، واکنش حذف مونواکسید کربن و تبدیل آن به CO2 در دماهای پایین ممکن می‌شود. اتم پلاتین باعث تثبیت مونواکسید کربن (CO) می‌شود و اکسید مس، اکسیژن لازم برای تبدیل CO به CO2 را فراهم می‌کند.

سیکز در این خصوص می‌گوید:

این مطالعه می‌تواند معیاری برای طراحی نسل بعدی مبدل‌های کاتالیزوی در دماهای پایین باشد. از آنجا که در مبدل‌های کاتالیزوری از فلزات کمیاب و گران‌قیمتی مانند پلاتین استفاده می‌شود، استفاده از این عناصر به شکل اتمی می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.

تحقیقات آن‌ها به‌طور قطع، به یک بحث طولانی مدت در دنیای علم مربوط می شود؛ زیرا باید مشخص شود که تک‌اتم فلزی می‌تواند نقش کاتالیست را در واکنش تبدیل CO به CO2 در دماهای پایین از خود نشان دهد یا چنین واکنشی نیاز به ساختار خوشه‌ای اتم‌ها دارد.