katalyzátory jsou neopěvovanými hrdiny chemických reakcí, které způsobují, že lidská společnost tiká. Katalyzátor je nějaký materiál, který urychluje chemické reakce. S pomocnou rukou od katalyzátoru, molekuly, které mohou trvat roky, než interagují, to nyní mohou udělat během několika sekund. Továrny spoléhají na katalyzátory, aby vyrobily vše od plastů po drogy. Katalyzátory pomáhají zpracovávat ropu a uhlí na kapalná paliva. Jsou klíčovými hráči v technologiích čisté energie. Přírodní katalyzátory v těle-známé jako enzymy-dokonce hrají důležitou roli při trávení a další.
během jakékoli chemické reakce molekuly přerušují chemické vazby mezi svými atomy. Atomy také vytvářejí nové vazby s různými atomy. Je to jako výměna partnerů na čtvercovém tanci. Někdy, tato partnerství se snadno rozbijí. Molekula může mít určité vlastnosti, které jí umožňují odlákat atomy z jiné molekuly. Ale ve stabilních partnerstvích jsou molekuly spokojené tak, jak jsou. Odešel spolu po velmi dlouhou dobu, několik by nakonec mohlo změnit partnery. Ale není tu žádné masové šílenství lámání a přestavování dluhopisů.
pedagogové a rodiče, přihlaste se k Cheat Sheet
Týdenní aktualizace, které vám pomohou používat vědecké zprávy pro studenty ve vzdělávacím prostředí
katalyzátory, aby se takové lámání a přestavba stala efektivněji. Dělají to snížením aktivační energie pro chemickou reakci. Aktivační energie je množství energie potřebné k umožnění chemické reakce. Katalyzátor jen mění cestu k novému chemickému partnerství. Staví ekvivalent zpevněné dálnice, aby obešel hrbolatou polní cestu. Katalyzátor si ale v reakci nezvykne. Stejně jako wingman podporuje další molekuly, aby reagovaly. Jakmile to udělají, ukloní se.
enzymy jsou přírodní katalyzátory biologie. Hrají roli ve všem, od kopírování genetického materiálu až po odbourávání potravin a živin. Výrobci často vytvářejí katalyzátory pro urychlení procesů v průmyslu.
jednou z technologií, která potřebuje katalyzátor, je vodíkový palivový článek. V těchto zařízeních reaguje vodíkový plyn (H2) s kyslíkovým plynem (O2) za vzniku vody (H2O) a elektřiny. Tyto systémy lze nalézt ve vodíkovém vozidle, kde vytvářejí elektřinu pro pohon motoru. Palivový článek potřebuje oddělit atomy v molekulách vodíku a kyslíku, aby se tyto atomy mohly přeskupit a vytvořit nové molekuly (vodu). Bez nějaké pomoci, ačkoli, toto přeskupení by probíhalo velmi pomalu. Palivový článek tedy používá katalyzátor-platinu-k pohonu těchto reakcí.
platina funguje dobře v palivových článcích, protože interaguje správné množství s každým spouštěcím plynem. Povrch platiny přitahuje molekuly plynu. V podstatě, táhne je blízko sebe, takže podporuje-urychluje – jejich reakci. Pak nechá svou ruční práci plavat zdarma.
po celá léta se jiné technologie spoléhaly také na platinové katalyzátory. Například při odstraňování škodlivých znečišťujících látek z výfukových plynů se nyní automobily spoléhají na katalyzátory.
ale platina má některé nevýhody. Je to drahé, pro jednoho. (Lidé ji rádi používají v ozdobných špercích.) A není snadné ji získat.
některé další katalyzátory se dostaly do stavu superstar. Patří sem kovy s chemickými vlastnostmi podobnými platinám. mezi ně patří palladium a iridium. Stejně jako platina, nicméně, oba jsou drahé a těžké se dostat. Proto je lov na méně nákladné katalyzátory pro použití v palivových článcích.
někteří vědci si myslí, že molekuly uhlíku by mohly fungovat. Určitě by byly méně nákladné a snadno hojné. Další možností může být použití enzymů podobných těm, které se nacházejí uvnitř živých věcí.