Um avanço na pesquisa de catálise por acadêmicos das Universidades de St Andrews e Newcastle poderia levar ao desenvolvimento de tecnologia de motor diesel limpo e ajudar a combater a poluição do ar.

A catálise é um processo importante que sustenta a indústria química, permitindo-nos produzir com eficiência os produtos químicos de que precisamos. Também nos permite limpar a poluição que, de outra forma, emitiríamos para a atmosfera. Os catalisadores são normalmente nanopartículas metálicas, frequentemente metais do grupo da platina que são finamente depositados sobre um substrato. A atividade e durabilidade do catalisador dependem criticamente da interação das partículas com o substrato.

Nos últimos anos, a equipe da Universidade de St Andrews tem explorado nanopartículas de metal preparadas por exsolução na superfície de óxidos de perovskita e mostrado que essas estruturas permitem novas dimensões em catálise e conversão de energia e tecnologias de armazenamento devido às suas soquetes, estrutura bem ancorada.

Agora, trabalhando em estreita colaboração com pesquisadores da Universidade de Newcastle, eles demonstraram que, ao contrário da crença geral, as partículas dissolvidas não se dissolvem novamente na perovskita subjacente após a oxidação. Em vez de, eles podem permanecer fixados em seus locais iniciais, e pode, então, sofrer outras transformações químicas para alterar sua composição, estrutura e funcionalidade dramaticamente, preservando sua disposição espacial inicial. Isso é conhecido como 'química em um ponto'.

A notável utilidade das estruturas preparadas por meio deste conceito foi demonstrada em relação à limpeza de exaustão das emissões de diesel, oxidando CO e NO simultaneamente ao longo de centenas de horas de operação. O conceito representa uma mudança radical no projeto de catalisadores de metal abundantes em terra que rivalizam com a platina em reações de importância prática fundamental, com base no peso, e também em temperaturas relevantes para as emissões de exaustão.

Os resultados são publicados hoje (30 de novembro de 2017) na revista científica Nature Communications .

Acadêmico líder, Professor John Irvine da Escola de Química de St Andrews, disse:"Este conceito de 'química em um ponto' permite o projeto de partículas de óxido confinado de composição diversa com estabilidade superior e ampla aplicabilidade de reatividade catalítica em processos de energia limpa e remediação ambiental.

"Em 2015, o Governo estimou que a exposição a NOx e emissões de partículas de motores a diesel levaram a cerca de 52, 000 mortes adicionais no Reino Unido; as descobertas da pesquisa têm implicações de longo alcance para o futuro do diesel limpo e da poluição do ar. "