Когда электростанции сжигают ископаемое топливо при высоких температурах, молекулы азота и кислорода распадаются, а затем рекомбинируют, образуя класс соединений, называемых оксидами азота, или NOx Эти газы являются основными загрязнителями окружающей среды и способствуют, среди прочего, кислотным дождям и глобальному потеплению.
Одним из способов снижения таких выбросов является использование каталитического нейтрализатора, аналогичного тому, что используется в автомобилях.
"Каталитический нейтрализатор впрыскивает аммиак в поток выбросов завода, и водород, содержащийся в аммиаке, вступает в реакцию с кислородом, содержащимся в NOx, а продуктами являются молекулы азота и воды, которые нетоксичны и не оказывают воздействия на окружающую среду", - говорит Израэль Э. Вакс, генеральный директор компании. Уитни Снайдер, профессор химической и биомолекулярной инженерии Университета Лихай и директор Оперируемый Исследовательская лаборатория молекулярной спектроскопии и катализа.
Процесс, который может преобразовать загрязнение в безвредные побочные продукты, называется селективным каталитическим восстановлением, или SCR. До сих пор было неясно, как на самом деле происходит эта реакция, и в литературе долгое время существовали противоречия между моделями реакций. Вакс и его команда использовали новую передовую технологию, называемую спектроскопией модуляционного возбуждения, или MES, чтобы, наконец, определить правильный путь. Их результаты были недавно опубликованы в Связь с природой.
"На данный момент очень немногие люди обладают такой способностью", - говорит Вакс, ссылаясь на MES. "Это позволило нам отслеживать слабые сигналы, которые не были обнаружены в прошлом, и выявило детали того, как протекала реакция".
Это важное открытие, поскольку наличие правильной модели реакции может указать, как модифицировать или переделать конструкцию каталитического нейтрализатора для повышения эффективности.
Вакс отмечает, что методология является достаточно общей, чтобы ее можно было применять для целого ряда каталитических реакций, включая те, которые не выделяютx от автомобилей, кораблей, тракторов и даже ездовых газонокосилок.
"Продукты, которые производят катализаторы, составляют от 20 до 30 процентов американской экономики", - говорит Вакс. "Они используются для производства топлива, химикатов, удобрений и даже фармацевтических препаратов. Наличие точных данных, которые показывают правильный механизм реакции, означает, что теперь у нас есть потенциал для положительного воздействия на тысячи каталитических реакций.
Комментарии