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
Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Första penseldraget taget i 13-årigt ommålningsprojekt

Tidigare i dag drog Øresundsbrons anläggningsdirektör Bengt Hergart ett första penseldrag från den specialbyggda målningsplattform som är en förutsättning för att Öresundsbrons cirka 300 000 kvadratmeter stålfackverk ska vara täckt med ny målarfärg år 2032.

EU diskuterar totalförbud av plastförpackningar

Brytningen får klartecken - vd mycket nöjd

Gaia lanserar nytt förpackningsmaterial

Swecon stöttar rally med nollvision

Swecon fortsätter sitt samarbete med Rally Sweden även i år. Bland annat har sex specialutrustade hjullastare med fokus på fossilfri drift tagits fram för att användas vid årets upplaga av det svenska rallyt i värmländska och norska skogar 13-16 februari.

Peab bygger hotell i Örebro

Nyhetsbrev

Krönika: ”Newsify your equity story!”

En uppmaning till noterade life science-bolag att uppgradera sin kommunikation från ”plikt” till värdebyggare

Dags att utse Sveriges snyggaste entreprenadmaskin

Var finns Sveriges snyggaste entreprenadmaskin? Svaret ska ges på Svenska Maskinmässan på Solvalla 4 juni efter en riksomfattande tävling som nu utlyses av Leveranstidningen Entreprenad som låter sina läsare rösta fram den vinnande maskinen under våren.

Störst ska bli större

Alarmerande rekryteringsbehov till motorbranschen

Under de kommande tre åren behöver 5 300 personer anställas inom motorbranschen. Konsekvenserna kan bli allvarliga för hela samhället om man inte hittar personal, enligt Transportföretagens nya rapport Tempen på motorbranschen.

Volvo släpper sin hittills största grävare

Volvo fortsätter jobba sig uppåt i storlekarna. Senaste tillskottet i maskinutbudet är EC950F, en bandgrävare på drygt 90 ton som nu introduceras med steg V-motor och skopvolym på upp till sju kubikmeter.

Jätteanläggning för solceller till Uppsala

Kartong med ekobarriär föll chokladproducent i smaken

Han tar över som koncernchef i Miljörivarna

Göteborg ger namn åt ny antibiotikaresistent bakterie

300 miljarder på 20 år – investeringarna haglar

Nässpray mot depression godkänd

Buller ger Grundtuben stororder

I dagarna börjar Grundtuben bygga tre kilometer bullerplank längs Kontinentalbanan, något som innebär ett av företagets hittills största projekt.

Data från Sigrid visar på motverkad viktuppgång

Ny studie på möss publicerad i Nanomedicine visar att Sigrids medicintekniska produkt SiPore15 motverkar viktuppgång. Detta öppnar vägen till nya behandlingar av fetma och diabetes.

Lång sjöresa för hamnens jättekranar

I slutet av mars inleds installationen av ett par gigantiska containerkranar i Stockholm Norvik Hamn. 10 januari började kranarna sin resa från Shanghai och ska när hamnen öppnar sina portar i maj stå klara att matcha även de största fartyg som kan trafikera Östersjön.

Let's Twist It Up!

Berlin-tågen tokökar

Nya Carnegiebryggeriet expanderar

Debatt: ”Ta ansvar och ställ krav”

Säkerhet borde vara den enskilt viktigaste frågan för alla i entreprenad- och byggbranschen. Det hävdar Engcons grundare Stig Engström som anser att modet att satsa på ny teknik och ställa högre krav på varandra är nyckeln till säkrare och tryggare arbetsplatser.

Förkylningsspray lanseras i Hongkong

Peab bygger i Borås

Hälsingeuppdrag för Peabs bolag

Punktligast på spåren – igen

Rekordfå dog i vägtrafiken 2019

Han blir produktchef för Bomag i Sverige

Han ska lyfta försäljningen

Pågatåg ökar farten

Första staten med gratis kollektivtrafik

Trejon bygger för framtiden

Rototilt växer i USA och Kanada

KUKA öppnar i Danmark

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.11