en katalysator er et stof, der fremskynder en kemisk reaktion eller sænker den temperatur eller det tryk, der er nødvendigt for at starte en, uden at det selv forbruges under reaktionen. Katalyse er processen med at tilføje en katalysator for at lette en reaktion.

under en kemisk reaktion brydes bindingerne mellem atomerne i molekyler, omarrangeres og genopbygges, hvilket rekombinerer atomerne til nye molekyler. Katalysatorer gør denne proces mere effektiv ved at sænke aktiveringsenergien, som er den energibarriere, der skal overvindes for at en kemisk reaktion kan forekomme. Som et resultat gør katalysatorer det lettere for atomer at bryde og danne kemiske bindinger for at producere nye kombinationer og nye stoffer.

brug af katalysatorer fører til hurtigere, mere energieffektive kemiske reaktioner. Katalysatorer har også en nøgleegenskab kaldet selektivitet, hvorved de kan lede en reaktion for at øge mængden af det ønskede produkt og reducere mængden af uønskede biprodukter. De kan producere helt nye materialer med helt nye potentielle anvendelser.

i løbet af de sidste årtier har forskere udviklet stadig mere specialiserede katalysatorer til vigtige virkelige applikationer. Især har kraftige katalysatorer forvandlet den kemiske industri. Disse fremskridt har ført til bionedbrydelig plast, nye lægemidler og miljømæssigt sikrere brændstoffer og gødning.

Doe kontor for videnskab: Bidrag til Katalysatorforskning

Institut for energi (DOE) Office of Science Basic Energy Sciences program støtter aktivt grundforskning på katalysatorer. DOE fokuserer på design af nye katalysatorer og på brugen af katalysatorer til at kontrollere kemiske transformationer på molekylære og submolekylære niveauer. DOE-forskning lægger vægt på at forstå disse reaktioner, og hvordan man gør dem mere effektive og målrettede. DOE ‘ s overordnede mål er at udvikle nye koncepter inden for katalyse og nye katalysatorer for at hjælpe industrien med at producere brændstoffer og kemikalier fra fossile og vedvarende råmaterialer mere effektivt og bæredygtigt. Denne forskning hjælper med at fremme solbrændstoffer, som er brændselsvirksomheder, der bruger solen og almindelige kemikalier som kulsyre og nitrogen. Denne forskning skaber også avancerede metoder til at omdanne kasseret plast til nye produkter.

Hurtige fakta

• mennesker har brugt katalysatorer i tusinder af år. For eksempel indeholder den gær, vi bruger til at lave brød, gær, som er naturlige katalysatorer, der hjælper omdannelsen af mel til brød.
• Nobelprisen i kemi i 2005 blev tildelt tre forskere (Yves Chauvin, Robert H. Grubbs og Richard R. Schrock) for deres arbejde med metatesekatalysatorer. Drs. Grubbs og Schrock blev delvist finansieret af DOE for deres Nobelprisforskning. Dr. Schrock fortsætter med at blive finansieret af DOE.
• Nobelprisen i kemi i 2018 blev tildelt Frances H. Arnold for sit banebrydende arbejde med at styre udviklingen af energi til applikationer som vedvarende brændstoffer, der er miljøskadelige. Hun er delvist finansieret af DOE.
• besøg Argonne National Lab for syv flere ting, du måske ikke ved om katalyse.

ressourcer

• DOE Office of Science BES-program
• Lær om DOE ‘ s forskningsvejledning til kemiske katalysatorer.
• rapport: grundlæggende forskningsbehov for katalyse videnskab
• hvordan katalysatorer transformerer den kemiske industri, solbrændstoffer og polymer upcycling.
• videnskab højdepunkt: katalyse ser lyset