触媒は化学反応において極めて重要な役割を果たし、それらをより迅速かつ効率的に発生させることができます。伝統的に、触媒は、プラチナ、ロジウム、パラジウムなどの高価で希少な金属に基づいてきました。これらの金属は、可用性が限られているだけでなく、毒性のために環境の課題をもたらします。
SLACの科学者Yiyang Liが率いる研究チームは、豊富で環境的に良性の化合物であるタングステン酸化物に焦点を当てました。その構造と組成を操作することにより、タングステン酸化物を、水素の生産、二酸化炭素の除去、医薬品の合成など、いくつかの重要な化学反応に対して非常に効率的な触媒に変換することができました。
チームの顕著な成果の1つは、二酸化炭素を再生可能燃料であるエタノールに変換するためのタングステン酸化物触媒の開発でした。このプロセスには、工業用排出または大気から二酸化炭素を捕獲し、それを貴重な製品に変換することが含まれます。
「私たちの研究は、タングステン酸化物が、さまざまな持続可能な化学変換のための多用途の触媒になる可能性があることを示しています」とLiは述べています。 「この発見は、化石燃料への依存を減らし、炭素排出を緩和できる環境に優しいプロセスの開発のための新しい可能性を開きます。」
研究者は、タングステン酸化物触媒の構造、特性、反応性に関する詳細な洞察を得るために、高度な特性評価技術、理論計算、および実験方法の組み合わせを使用しました。この理解により、特定のアプリケーションの触媒を設計および最適化することができました。
Nature Communications誌で報告されている調査結果は、持続可能な触媒の開発において大きな前進を提供します。タングステン酸化物のような豊富で環境に優しい素材の可能性を活用することにより、科学者はより環境に優しい効率的な化学プロセスへの道を開き、より持続可能な未来に貢献することができます。
