버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 과학자들이 개발 한 새로운 이론은 변형이 재료의 촉매 활동을 개선 할 수있는 방법에 대한 근본적인 이해를 제공합니다. Science Advances 저널에 발표 된 이론은 연구자들이 연료 및 제약 생산에 관련된 다양한 화학 반응을위한 새로운 촉매를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.
촉매는 공정에서 소비되지 않고 화학 반응 속도를 높이는 재료입니다. 이들은 휘발유, 플라스틱 및 비료의 생산을 포함하여 광범위한 산업 공정에 필수적입니다. 그러나 많은 촉매는 비싸고 비효율적이며 유해한 부산물을 생산할 수도 있습니다.
촉매의 성능을 향상시키는 한 가지 방법은 촉매를 긴장시키는 것입니다. 이것은 압력, 스트레칭 또는 재료를 비틀면 수행 할 수 있습니다. 변형 된 촉매는 훈련되지 않은 촉매보다 더 활성적이고 선택적 인 것으로 나타 났지만 그 이유는 명확하지 않았다.
버클리 과학자들이 개발 한 새로운 이론은 변형 된 물질의 향상된 촉매 활동에 대한 기본 설명을 제공합니다. 이론은 변형이 촉매의 전자 구조를 변화시켜 더 반응성이 있음을 보여준다. 이러한 증가 된 반응성은 촉매가 화학 반응을보다 효과적으로 속도를 높일 수있게한다.
이 이론은 연구원들이 다양한 화학 반응을위한 새로운 촉매를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 변형이 촉매 활동에 어떤 영향을 미치는지 이해함으로써, 연구원들은 원하는 결과를 달성하기 위해 촉매의 특성을 조정할 수 있습니다. 이로 인해 광범위한 산업 공정을위한보다 효율적이고 환경 친화적 인 촉매가 개발 될 수 있습니다.
연구 책임자 인 Jeffrey Greeley 박사는“우리의 이론은 촉매에 대한 새로운 사고 방식을 제공한다. "이것은 변형이 기존 촉매의 성능을 향상시키는 방법 일뿐 만 아니라 전례없는 활동과 선택성을 갖춘 새로운 촉매를 설계하는 방법이라는 것을 보여줍니다."
이론은 재료의 전자 구조를 연구하는 데 널리 사용되는 방법 인 밀도 기능 이론 (DFT)을 기반으로합니다. DFT 계산은 다양한 변형 및 훈련되지 않은 촉매에 대해 수행되었으며, 결과는 변형이 재료의 전자 구조를 유의하게 변화 시켰음을 보여 주었다. 이어서, 전자 구조의 이러한 변화는 변형 된 물질의 향상된 촉매 활성에 연결되었다.
이 연구는 기본 에너지 과학 사무소 미국 에너지 부에 의해 자금을 지원 받았다.
