#зоопарк_одобряет

Атомы не стоят на месте: российские ученые предложили новую модель для описания металлических катализаторов

Как именно работают металлические катализаторы, ускоряя химические реакции? Считается, что чем больше поверхность, тем лучше они работают (идеально - когда каждый атом металла находится вообще поодиночке). В классических моделях обычно исходят из того, что атомы остаются структурно статичными, то есть сидят на месте и работают как изолированные активные центры.

Наши ученые (замечательная большая команда из московского ИОХ РАН @ziocras, Томского Политеха @news_TPU и новосибирского Института катализа СО РАН под руководством @Ananikovlab) показали, что это совсем не так.

Они предложили новую концепцию - SMART (Structure-Mobility-Activity-Restructuring–Thermodynamics), которая заменяет статическую модель "структура–активность" на динамическую, где подвижность атомов становится ключевым параметром. В рамках этой модели они сравнили поведение трёх металлов - Ni, Pd и Pt - на графитовом носителе в реакции выделения водорода (HER).

Ни один из этих металлов не остаётся изолированным в ходе реакции. Все три мигрируют по поверхности и собираются в нанокластеры. При этом скорость миграции и каталитическая активность сильно различаются. Pd демонстрирует самую быструю миграцию, Pt занимает промежуточное положение, а Ni дольше всех сохраняет дисперсное состояние, но уступает по активности. Концепция SMART идеально подтверждается экспериментальными данными - и это принципиально меняет представления о таких катализаторах.

Результаты опубликованы в одном из топ-журналов по химии - Materials Reports: Energy (IF = 16.2)