Подготовка катализаторов с использованием горячих, насыщенных паром выхлопных газов автомобиля может повысить их эффективность и снизить потребность в редких и дорогих металлах, используемых в автомобильных каталитических нейтрализаторах, а также в других процессах очистки выбросов и промышленных технологиях.

Как сообщает международная группа учёных в журнале Nature, горячие выхлопные газы, содержащие оксиды азота и угарный газ, вызвали ранее неизвестную химическую реакцию, которая при целенаправленном использовании может значительно повысить эффективность катализаторов. Катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции.

Учёные обнаружили, что горячие выхлопные газы способствуют тому, что частицы церии — одного из компонентов катализатора — образуют двумерные нанокластеры. Эти крошечные скопления плотно покрывают поверхность, создавая множество точек, в которых могут происходить химические реакции, тем самым повышая эффективность всего процесса.

Этот метод также способствует образованию большого количества слабо связанных ионов кислорода, связанных с атомами церия. Эти ионы легко перемещаются, что дополнительно улучшает многие распространённые каталитические реакции, где необходимо либо добавление, либо удаление кислорода.

«Они ведут себя как губка для кислорода, и как только кислород становится легко активируемым, это оказывается очень полезным для многих реакций, где он необходим — например, для окисления углеводородов и угарного газа», — рассказал один из ведущих авторов исследования, профессор Йонг Ван из Школы химической инженерии и биоинженерии Джина и Линды Войланд при Университете штата Вашингтон.

«Это открывает возможности для более эффективного проектирования катализаторов, подходящих для множества различных реакций».