23948sdkhjf

Nanopartiklar hjälper framtidens katalysatorer

| Av Magnus L | Process Nordic | Tipsa redaktionen

Nu ser Chalmersforskare ljuset i nanotunneln som ska leda fram mot effektivare katalysatorer och mer miljövänlig kemiteknik.

Läs också: Northvolt etablerar batteriåtervinning nästa år

Med hjälp av en ny sorts nanoreaktor har forskarna lyckats kartlägga den katalytiska prestandan hos enskilda metalliska nanopartiklar. Den nya metoden är viktig för att kunna studera och förbättra kemiska processer. Resultaten publicerades nyligen i den ansedda tidskriften Nature Communications. Katalysatorer underlättar kemiska reaktioner och behövs för att framställa alltifrån bränslen till läkemedel. Katalysatorerna i våra bilar begränsar skadliga utsläpp, men även ny hållbar teknik som bränsleceller bygger på katalytiska processer. I bränsleceller genereras elen med hjälp av en reaktion mellan syre och väte. Katalysatorer kan också bidra till att bryta ner miljögifter, till exempel genom att rena vatten från giftiga kemikalier.

För att designa framtidens effektiva katalysatorer krävs ny grundläggande kunskap om hur man hittar guldkornen i ett virrvarr av katalytiskt aktiva partiklar. Dagens katalysatorer kan liknas vid publikhavet på en fotbollsarena där ett antal åskådare tänder varsin brandfackla. Röken sprider sig snabbt och i rökmolnet är det i princip omöjligt att säga vilka som har facklor och hur kraftigt varje fackla brinner. På samma sätt fungerar de kemiska reaktionerna i en katalysator. Ett myller av miljarder partiklar ingår i den kemiska processen, men det går inte att urskilja vilka individer som gör vad, hur effektiva de är och vilka egenskaper som är optimala.

För att förstå vilka nanopartiklar som fungerar bäst i en katalytisk process är det nödvändigt att dyka in på individnivå. Det är precis vad Chalmersforskarna har gjort – rent bokstavligt. Deras nya nanoreaktor består nämligen av ett femtiotal parallella vätskefyllda nanotunnlar av glas. I varje liten tunnel har de placerat en enda metallisk nanopartikel av guld. Även om guldpartiklarna är lika stora, har de olika katalytiska egenskaper. På vissa partiklar sker den kemiska reaktionen effektivt, medan den på andra sker betydligt mindre optimalt. För att kunna avgöra hur storlek och nanostruktur påverkar katalysen har forskarna alltså låtit dem bekänna färg i enrum.

– Vi skickar in två sorters molekyler som ska reagera med varandra på nanopartiklarnas yta inne i nanotunnlarna. Den ena molekylensorten är självlysande och släcks när den träffat sin partner på nanopartikelns yta och den kemiska reaktionen har ägt rum. På så sätt kan vi se på mängden ljus i tunnlarna hur effektiva de olika nanopartiklarna är i att katalysera den kemiska reaktionen, säger Sune Levin, doktorand vid institutionen för biologi och bioteknik på Chalmers.

Läs också: Testar nya bromsskivor som slits mindre

Han är den vetenskapliga artikelns försteförfattare och har under ledning av de biträdande professorerna Fredrik Westerlund och Christoph Langhammer utfört de flesta experimenten. Den nya nanoreaktorn är ett resultat av ett brett samarbete mellan forskare på flera olika institutioner på Chalmers.

– Effektiv katalys är avgörande både vid tillverkning och nedbrytning av kemikalier. Det kan handla om att tillverka plaster, medicin eller bränsle på bästa sätt, eller att effektiv bryta ner miljögifter, säger Fredrik Westerlund, biträdande professor på institutionen för biologi och bioteknik på Chalmers.

Att utveckla framtidens katalysatormaterial är avgörande för en hållbar framtid och det finns stora samhällsekonomiska vinster att göra.

– Om nanopartiklarna i en katalysator kunde skräddarsys bättre än idag, skulle samhället dra enorm nytta av det. I den kemiska industrin motsvarar till exempel en processeffektivisering med bara några få procent signifikant ökade intäkter, samtidigt som miljöpåverkan skulle minska, säger forskningsprojektets ledare Christoph Langhammer, biträdande professor på institutionen för fysik på Chalmers.

 

 

Håll dig uppdaterad med Nordiske Medier Newsroom

Jag accepterar Nordiske Mediers villkor och avtal

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Svensk förvärv för Tokvam

Fyrhjulsdrivet designobjekt

Ett tufft utseende för kunder som inte är rädda för att synas på vägen är slagordet när Ford släpper den specialutrustade Ranger Thunder på marknaden. Att Sverige står starkt som pickup-nation framgår av att vi tilldelats ungefär 150 av totalt 4 500 som släpps i Europa.

Renta ökar certifieringstakten

Under de senaste två åren har Renta certifierat 15 depåer enligt ISO 9001 och ISO 14001. Ambitionen är att återstående depåer ska ha gått igenom certifieringsprocesserna innan årets slut.

Optimism i Cat trots stort tapp

Årets andra kvartal blev tufft för Caterpillar som redovisar en omsättning som minskade med 31 procent och ett rörelseresultat som minskade med 65 procent jämfört med samma period förra året.

Bra start i Sverige för teleskopkran

1 september förra året tog Scantruck över generalagenturen i Sverige för Sennebogens teleskopkranar. Först ut bland dessa kranar i Sverige är 613E, med 16 tons lyftkapacitet, som används vid byggandet av Veddestabron nära Stockholm.

Tysk plast- och gummimaskinindustri störtdyker

Nyhetsbrev

Mer hemmafix i coronatider

Byggmaterialhandeln har haft goda tider under årets sex första månader. I synnerhet har det coronapräglade andra kvartalet visat en kraftig försäljningsökning.

Bristande beredskap inför översvämningar

Europa har drabbats av ett flertal omfattande översvämningar de senaste 30 åren. Nu har forskare vid 42 europeiska universitet tillsammans slagit fast att perioden faktiskt är exceptionell, även vid en jämförelse som sträcker sig 500 år bakåt i tiden.

Nya ägare för tunga lyft

Nolato gör viktigt förvärv

Litet stödbehov i byggbranschen

Med drygt tre veckor kvar att söka omställningsstöd har 9 335 företag beviljats stöd om totalt drygt 663 miljoner kronor. För byggbranschen tycks dock stödbehovet vara begränsat. Knappt åtta miljoner kronor har beviljats fördelade på 226 företag.

Nolato gör förvärv inom medicinteknik

Sandvik på amerikansk offensiv

För att stärka sin sälj- och serviceplattform för en växande nordamerikansk kundbas förvärvar Sandvik sin distributör av Rammer-produkter i USA – Allied Construction,

Kina – en ljuspunkt på Volvos himmel

Med ett undantag har det i år varit kraftiga nedgångar på Volvo CE:s viktigaste marknader. Undantaget är Kina som är den främsta orsaken till att företagets nettoomsättning ”bara” minskade med 15 procent till 22,9 miljarder kronor under årets andra kvartal.

Svensktillverkat tillbehör som bryts ner med tiden

Tufft för företagare, men färre konkurser

757 byggrelaterade företag gick i konkurs under årets sju första månader, enligt färsk statistik från UC. Med det ligger byggindustrin fortfarande i topp antalsmässigt. Jämfört med samma period förra året stannade dock ökningen på fem procent.

Kryssarstopp i Norge

Efter coronadrabbade kryssaren på Hurtigruten – nu har Norge satt stopp för alla kryssningsfartyg med fler än 100 personer ombord.

Ball i täten för vindkraftsel

Nytt förpackningsföretag på nätet

Nytt förpackningsföretag satsar enbart på e-handel. Pacsome lanserar webbtjänst på fem marknader.

PolyOne+Clariant Masterbatch=Avient

Drabbades värst av coronakrien

Peab asfalterar i norr

Peab Asfalt har räknat hem ett par fleråriga beläggningsjobb i norra Sverige – uppdrag som beskrivs som strategiskt viktiga för företaget i regionen.

Nu börjar bygget av världens största fusionsreaktor

Rolling Optics i avtal med kinesiska YUTO

Svenskt projekt vill skeppa plastfabrik till Etiopien

Ny VD

Ny hos Eneroth

5 000 bort från Scania

Transportstyrelsen polisanmäler trafikskola

Tredje gången för BDX

Mångfacetterat uppdrag för NCC

Malmö har fått ett liftcenter

Svag juni för bussarna

Halvvarmt uppdrag i norr

APak & Volvo Cars utökar samarbetet

En mil bergtunnel – men var ska den dras?

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.141