Zespół z Zakładu Inżynierii Molekularnej z Politechniki Łódzkiej, Wydział IPOŚ, opublikował artykuł, który trafił na okładkę prestiżowego czasopisma Small. Naukowcy zaproponowali nowe wyjaśnienie, jak działają nanohybrydowe katalizatory – czyli zaawansowane materiały zbudowane z połączenia kilku różnych składników w skali nano. Spróbowali też odpowiedzieć, skąd biorą się zjawiska „współdziałania” (synergii) i jego przeciwieństwa w takich układach.
Badania dotyczyły reakcji uwodornienia CO₂, czyli procesu, w którym dwutlenek węgla reaguje z wodorem, tworząc inne związki (np. metan). To ważna reakcja m.in. w kontekście wykorzystania CO₂.
Okładka czasopisma, na którą trafił artykuł naukowców z PŁ
foto: Jakub Rdesiński
Na przykładzie plazmowo wytworzonego nanomateriału składającego się z tlenku kobaltu (CoO) i tlenku wolframu (WO₃) naukowcy wykazali, że kluczowe znaczenie ma przepływ ładunku elektrycznego przy granicy między tymi składnikami To właśnie ten obszar w istotny sposób decyduje o tym, jak materiał działa jako katalizator w tej reakcji.
Okazało się, że takie połączenie całkowicie zmienia właściwości materiału. Zespół wykazał, że same nanocząstki CoO dobrze radzą sobie z przekształcaniem dwutlenku węgla i wodoru w metan, jednak po połączeniu z WO₃ tracą tę zdolność. Potwierdza to kluczową rolę jaką odgrywają nanoskalowe heterozłącza.
Te wyniki pomagają lepiej zrozumieć, jak działają katalizatory na poziomie nanoskali. Co ważne, mogą też w przyszłości umożliwić projektowanie takich materiałów „na zamówienie” – tak, aby miały dokładnie takie właściwości, jakich potrzebujemy.
Współautorami publikacji są prof. Hanna Kierzkowska-Pawlak, Bartosz Panek – doktorant Szkoły Doktorskiej Politechniki Łódzkiej, prof. Jacek Tyczkowski i dr hab. Paweł Uznański z CBMiM PAN.
Pełny tekst artykułu:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202513289
Okładka autorstwa Jakuba Rdesińskiego ilustruje heterozłącza powstające pomiędzy nanocząstkami tlenku kobaltu i tlenku wolframu w nanohybrydowym katalizatorze oraz pokazuje, w jaki sposób zmiana rozkładu ładunku elektrycznego w ich objętości wpływa na jego oddziaływanie z substancjami biorącymi udział w reakcji chemicznej (reagentami).
