Голландские химики разрешили 40-летний спор о получения водорода

Жаркие дискуссии вызывал в научных кругах вопрос выбора правильной модели простой химической реакции при гетерогенном катализе водорода. Голландские ученые поставили точку в этом споре, важном для производства топливных элементов.

Две существующие модели гетерогенного катализа дают различные предсказания о зависимости реакции от структуры поверхности используемого катализатора — платины. Суть дискуссии химиков сводилась к тому, чтобы понять, какая из двух моделей реакции водорода с платиновым катализатором правильная. Традиционные методы не могли дать ответ на этот вопрос. Поэтому, как пишет Phys.org, ученые из университетов Лейдена и Эйндховена решили разработать новый метод, оказавшийся успешным.

С помощью измерений ученые смогли определить реактивность водорода и, таким образом, найти верный ответ. Для этого им пришлось изготовить платиновый кристалл с изогнутой поверхностью, благодаря которой атомная структура меняется, но очень постепенно. С его помощью ученые доказали, что реактивность водорода линейно зависит от того, насколько близко друг к другу расположены шаги изменений. Чем они дальше, тем менее реактивен водород. Это означает, что модель, которая предсказывала нелинейное поведение, оказалась неверной.

Почти все промышленные химические процессы используют гетерогенный катализ. Катализаторы часто бывают дорогими и редкими, как платина, которую обычно применяют для производства топливных элементов для водородных автомобилей. Загвоздка в том, что ученые не знали наверняка, как такие катализаторы ускоряли химическую реакцию. Понимание этого позволило бы сделать этот процесс более предсказуемым, менее энергоемким и дорогим.

«Теперь мы лучше знаем, как вычислить скорость химической реакции — одна из моделей не отвечает требованиям, — говорит Лудо Юрлинк, один из исследователей. — Вдобавок, теперь мы знаем, что эти изогнутые кристаллические поверхности дают уникальную возможность изучить, как на самом деле происходят химические реакции на поверхностях. Мы обязательно проведем с их помощью больше исследований».

Новую, не существовавшую ранее в природе химическую реакцию, разработали ученые Принстона. Они добились соединения ферментного катализа с окислительно-восстановительным катализом. Это позволит изменить технологию создания молекул в будущем.