en katalysator er et stoff som øker en kjemisk reaksjon, eller senker temperaturen eller trykket som trengs for å starte en, uten å bli konsumert under reaksjonen. Katalyse er prosessen med å legge til en katalysator for å lette en reaksjon.
under en kjemisk reaksjon brytes bindingene mellom atomene i molekylene, omarrangeres og gjenoppbygges, og atomene blir rekombinert til nye molekyler. Katalysatorer gjør denne prosessen mer effektiv ved å senke aktiveringsenergien, som er energibarrieren som må overvinnes for at en kjemisk reaksjon skal oppstå. Som et resultat gjør katalysatorer det lettere for atomer å bryte og danne kjemiske bindinger for å produsere nye kombinasjoner og nye stoffer.
bruk av katalysatorer fører til raskere, mer energieffektive kjemiske reaksjoner. Katalysatorer har også en nøkkelegenskap som kalles selektivitet, hvorved de kan lede en reaksjon for å øke mengden ønsket produkt og redusere mengden uønskede biprodukter. De kan produsere helt nye materialer med helt nye potensielle bruksområder.
i løpet av de siste tiårene har forskere utviklet stadig mer spesialiserte katalysatorer for viktige virkelige applikasjoner. Spesielt har kraftige katalysatorer forvandlet kjemisk industri. Disse fremskrittene har ført til biologisk nedbrytbar plast, nye legemidler og miljømessig sikrere drivstoff og gjødsel.
VITENSKAPENS KONTOR: Bidrag Til Catalyst Research
Institutt For Energi (DOE) Office Of Science Basic Energy Sciences program støtter aktivt grunnforskning på katalysatorer. DOE fokuserer på design av nye katalysatorer og på bruk av katalysatorer for å kontrollere kjemiske transformasjoner på molekylære og submolekylære nivåer. DOE forskning legger vekt på å forstå disse reaksjonene og hvordan å gjøre dem mer effektive og målrettede. DOES overordnede mål er å utvikle nye konsepter innen katalyse og nye katalysatorer for å hjelpe industrien med å produsere drivstoff og kjemikalier fra fossile og fornybare råvarer mer effektivt og bærekraftig. Denne forskningen bidrar til å fremme solenergi, som er brenselselskaper som bruker solen og vanlige kjemikalier som karbondioksid og nitrogen. Denne forskningen skaper også avanserte metoder for å omdanne kassert plast til nye produkter.
Raske Fakta
- Mennesker har brukt katalysatorer i tusenvis av år. For eksempel inneholder gjæren vi bruker til å lage brød enzymer, som er naturlige katalysatorer som hjelper til med å omdanne mel til brød.
- Nobelprisen I Kjemi for 2005 ble tildelt Tre forskere (Yves Chauvin, Robert H. Grubbs og Richard R. Schrock) for deres arbeid med metatese katalysatorer. Dr. Grubbs Og Schrock ble delvis finansiert AV DOE for Deres Nobelprisforskning. Dr. Schrock fortsetter å bli finansiert AV DOE.
- 2018 Nobelprisen I Kjemi ble tildelt Frances H. Arnold for hennes banebrytende arbeid for å lede utviklingen av enzymer for applikasjoner som fornybare drivstoff som er miljøskadelige. Hun er delvis finansiert AV DOE.
- Besøk Argonne National Lab for syv flere ting du kanskje ikke vet om katalyse.
Ressurser
- DOE Office Of Science BES program
- Lær OM DOE forskning retninger for kjemiske katalysatorer.
- Rapport: Grunnleggende Forskningsbehov For Katalyse Vitenskap
- hvordan katalysatorer transformerer kjemisk industri, solenergi og polymer upcycling.
- Vitenskapshøydepunkt: Katalyse Ser Lyset