Takayuki Kojima com o sistema de medição catalítica. Crédito:Tohoku University
Seguindo uma abordagem interdisciplinar, pesquisadores no Japão encontraram novos catalisadores usando ligas Heusler exclusivas. A maioria dos estudos sobre catalisadores foi realizada por pesquisadores em química. Contudo, os catalisadores também se relacionam com outros campos de pesquisa. Por exemplo, Ciência de materiais, incluindo metalurgia, também envolve fazer e analisar catalisadores, e a física do estado sólido é necessária para entender as estruturas eletrônicas com propriedades catalíticas. Portanto, conhecimentos de diferentes campos são essenciais para estudos catalíticos.
Ligas de Heusler (fórmula:X 2 YZ) são muito populares como magnéticos (spintrônicos), termoelétrica, e materiais com memória de forma. Embora sejam quase desconhecidos como catalisadores, eles têm ótimos recursos:(1) muitos conjuntos possíveis de X, Y, e Z permitem a descoberta de novos catalisadores; e (2) a possibilidade de substituição elementar (por exemplo, X 2 YZ 1- x Z ' x ) permite o ajuste fino das propriedades catalíticas.
Takayuki Kojima da Tohoku University, cujo Ph.D. envolveu a pesquisa de materiais magnéticos, concebeu o uso de ligas de Heusler como catalisadores, e conduziu a pesquisa com o grupo de pesquisa An Pang Tsai que estuda catalisadores do ponto de vista da metalurgia. Eles encontraram bons catalisadores, Co 2 (Mn ou Fe) Ge, para hidrogenação seletiva de alcino, com base no recurso 1. Eles também demonstraram o controle preciso da catálise com base no recurso 2.
Os novos catalisadores não incluem metais nobres preciosos, ao contrário dos catalisadores industriais à base de Pd. Eles podem substituir os catalisadores de Pd se a área de superfície for ampliada o suficiente, por exemplo, fazendo nanopartículas.
Além disso, o ajuste da catálise por substituição elementar é difícil de fazer em ligas comuns. Esta descoberta não tem apenas vantagens práticas, mas também será útil para investigar mecanismos de catálise em ligas que ainda não foram totalmente reveladas.
A equipe agora visa desenvolver catalisadores práticos com grandes áreas de superfície e revelar os mecanismos de bom desempenho em profundidade. "Acreditamos que este estudo irá inspirar muitos pesquisadores em todos os campos relacionados a tentar encontrar bons catalisadores de Heusler para vários processos de reação, "disse Kojima.
