«Каталитический конденсатор» позволяет дешевым металлам вести себя как редкие и дорогие

Новое исследование, проведенное Университетом Миннесоты, показало, что, добавляя или удаляя электроны, обычные дешевые материалы можно настроить на получение некоторых полезных поверхностных свойств дорогих каталитических металлов. Это новое устройство получило название «каталитический конденсатор».

«Атомы не хотят менять количество электронов, но мы изобрели устройство каталитического конденсатора, которое позволяет регулировать количество электронов на поверхности катализатора», — сказал Пол Дауэнхауэр, ведущий исследователь исследования. «Это открывает совершенно новую возможность контролировать химию и заставить обычные материалы действовать как драгоценные материалы».

Для регулирования количества электронов в материале, каталитический конденсатор состоит из ряда тонких пленок, расположенных стопкой. Верх представляет собой слой оксида алюминия, толщиной 4 нанометра, который расположен на слое графена, под ним находится изолятор, а внизу — проводник. Когда к слоям графена и проводника прикладывается напряжение, в оксиде алюминия индуцируется заряд. Это изменяет его поверхностные свойства, позволяя действовать как катализатор намного выше его уровня полезности.

Конкретный катализатор, на который может действовать оксид алюминия, можно настроить, настроив прикладываемое напряжение, состав изолирующего слоя или включив различные добавки в активный слой. Исследователи говорят, что варианты устройств могут быть использованы в различных отраслях промышленности для выполнения различных реакций по мере необходимости.

«Мы рассматриваем каталитический конденсатор как платформу, которую можно внедрить во множество производственных приложений», — сказал Дэн Фрисби, автор исследования. «Основные идеи дизайна и новые компоненты могут быть изменены практически для любой химии, которую мы можем себе представить».

Исследование было опубликовано в журнале JACS Au.