触媒は、化学反応を加速させる物質、または反応中に消費されることなく、反応を開始するのに必要な温度または圧力を低下させる物質です。 触媒作用は、反応を促進するために触媒を添加するプロセスである。
化学反応の間、分子内の原子間の結合が壊れ、再配置され、再構築され、原子が新しい分子に再結合します。 触媒は、化学反応が起こるために克服されなければならないエネルギー障壁である活性化エネルギーを低下させることによって、このプロセスをよ その結果、触媒は原子が壊れやすくなり、化学結合を形成して新しい組み合わせや新しい物質を生成しやすくなります。
触媒を使用すると、より速く、よりエネルギー効率の高い化学反応が得られます。 触媒はまた、所望の生成物の量を増加させ、不要な副生成物の量を減少させる反応を導くことができる選択性と呼ばれる重要な特性を有する。 それらは全く新しい潜在的な使用の全く新しい材料を作り出してもいい。
過去数十年にわたって、科学者たちは、本質的な現実世界のアプリケーションのためのますます特殊化された触媒を開発してきました。 特に、強力な触媒は化学工業を変えました。 これらの進歩は、生分解性プラスチック、新しい医薬品、環境に安全な燃料や肥料につながっています。
: 触媒研究への貢献
エネルギー省（DOE）科学部基礎エネルギー科学プログラムは、触媒に関する基礎研究を積極的に支援しています。 DOEは、新しい触媒の設計と、分子レベルおよびサブ分子レベルでの化学変換を制御するための触媒の使用に焦点を当てています。 DOEの研究は、これらの反応を理解し、それらをより効率的かつ目標とする方法を強調しています。 DOEの包括的な目標は、化石や再生可能な原材料から燃料や化学物質をより効率的かつ持続可能に生産するための触媒と新しい触媒の新しい概念 この研究は、企業が太陽と二酸化炭素や窒素のような一般的な化学物質を使用して作る燃料である太陽燃料の進歩を支援しています。 この研究はまた、廃棄されたプラスチックを新しい製品に変換するための高度な方法を創出しています。
速い事実
- 人間は何千年もの間触媒を使用してきました。 例えば、パンを作るために使用する酵母には、小麦粉をパンに変換するのを助ける天然の触媒である酵素が含まれています。
- 2005年のノーベル化学賞は、メタセシス触媒の研究により、Yves Chauvin、Robert H.Grubbs、Richard R.Schrockの三人の研究者に授与された。 グラブス博士とシュロック博士は、ノーベル賞の研究のためにDOEによって部分的に資金を供給されました。 博士SchrockはDOEによって資金を供給され続けています。
- 2018年のノーベル化学賞はフランシス-Hに授与された。 環境的に無害である再生可能な燃料のような適用のための酵素の進化を指示する彼女の開拓の仕事のためのアーノルド。 彼女はDOEによって部分的に資金を供給されています。
- Argonne National Labを訪れて、触媒作用について知らないかもしれない七つのことを調べてください。
リソース
- DOE科学Besプログラムのオフィス
- 化学触媒のためのDOEの研究方向について学びます。
- レポート：触媒科学の基礎研究ニーズ
- 触媒が化学産業、太陽燃料、ポリマーのアップサイクリングをどのように変革しているか。
- 科学ハイライト：触媒は光を見る