katalyytit ovat niiden kemiallisten reaktioiden unohdettuja sankareita, jotka saavat ihmisyhteiskunnan tikittämään. Katalyytti on ainetta, joka nopeuttaa kemiallisia reaktioita. Katalyytin avulla molekyylit, joiden vuorovaikutus voi kestää vuosia, voivat tehdä sen nyt sekunneissa. Tehtaat käyttävät katalyyttejä kaiken valmistamiseen muovista huumeisiin. Katalyytit auttavat jalostamaan maaöljyä ja kivihiiltä nestemäisiksi polttoaineiksi. He ovat avainasemassa puhtaan energian teknologioissa. Kehon luonnollisilla katalyyteillä-joita kutsutaan entsyymeiksi-on jopa tärkeä rooli ruoansulatuksessa ja muussakin.
missä tahansa kemiallisessa reaktiossa molekyylit rikkovat atomiensa välisiä kemiallisia sidoksia. Atomit tekevät myös uusia sidoksia eri atomien kanssa. Tämä on kuin parinvaihtoa toritansseissa. Joskus ne kumppanuudet on helppo rikkoa. Molekyylillä voi olla tiettyjä ominaisuuksia, joiden avulla se houkuttelee atomeja pois toisesta molekyylistä. Mutta vakaissa kumppanuuksissa molekyylit ovat tyytyväisiä sellaisenaan. Hyvin pitkäksi aikaa yhdessä jätettynä muutama saattaa lopulta vaihtaa kumppania. Mutta ei ole olemassa joukkovoimaa, jossa side katkeaisi ja rakennettaisiin uudelleen.
kasvattajat ja vanhemmat, ilmoittautukaa Lunttilappuun
viikottaiset päivitykset, joiden avulla voitte käyttää Tiedeuutisia opiskelijoille oppimisympäristössä
Katalysaattorit tekevät tällaisen rikkomisen ja uudelleenrakentamisen tehokkaammaksi. Ne tekevät tämän alentamalla aktivointienergiaa kemiallista reaktiota varten. Aktivointienergia on kemiallisen reaktion aikaansaamiseen tarvittava energiamäärä. Katalyytti vain muuttaa tietä uuteen kemialliseen kumppanuuteen. Se rakentaa päällystettyä moottoritietä vastaavan tien ohittaakseen kuoppaisen hiekkatien. Katalyytti ei kuitenkaan kulu reaktiossa. Siipimiehen tavoin se kannustaa muita molekyylejä reagoimaan. Kun niin käy, se häipyy.
entsyymit ovat biologian luonnollisia katalyyttejä. Niillä on rooli kaikessa geneettisen materiaalin kopioinnista ruoan ja ravinteiden hajottamiseen. Valmistajat luovat usein katalyyttejä nopeuttaakseen teollisuuden prosesseja.
yksi teknologia, joka tarvitsee katalyytin toimiakseen, on vetypolttokenno. Näissä laitteissa vetykaasu (H2) reagoi happikaasun (O2) kanssa muodostaen vettä (H2O) ja sähköä. Nämä järjestelmät löytyvät vetyajoneuvosta, jossa ne luovat sähköä Moottorin voimanlähteeksi. Polttokennon on erotettava vety-ja happimolekyylien atomit toisistaan, jotta nämä atomit voivat sekoittua uudelleen muodostaen uusia molekyylejä (vettä). Ilman apua tämä uudelleenjärjestely tapahtuisi kuitenkin hyvin hitaasti. Joten polttokenno käyttää katalyyttiä — platinaa — vauhdittaakseen näitä reaktioita.
Platina toimii hyvin polttokennoissa, koska se vuorovaikuttaa juuri oikean määrän jokaisen käynnistyskaasun kanssa. Platinan pinta vetää puoleensa kaasumolekyylejä. Itse asiassa se vetää heidät lähelle toisiaan, niin että se kannustaa — nopeuttaa — heidän reaktiotaan. Sitten se antaa kättensä työn leijua vapaana.
muutkin teknologiat ovat jo vuosia luottaneet platinakatalyytteihin. Esimerkiksi haitallisten epäpuhtauksien poistamiseksi pakokaasuista autot turvautuvat nykyään katalysaattoreihin.
, mutta platinalla on joitain varjopuolia. Se on kallista. (Ihmiset haluavat käyttää sitä fancy koruja.) Ja se ei ole helppo saada.
jotkut muut katalyytit ovat nousseet supertähdiksi. Näitä ovat metallit, joiden kemialliset ominaisuudet muistuttavat platinaa, muun muassa palladium ja iridium. Platinan tavoin molemmat ovat kuitenkin kalliita ja vaikeasti hankittavia. Siksi etsitään edullisempia katalyyttejä käytettäväksi polttokennoissa.
jotkut tutkijat arvelevat, että hiilimolekyylit voisivat toimia. Ne olisivat varmasti halvempia ja helposti runsaita. Toinen vaihtoehto voisi olla käyttää samanlaisia entsyymejä kuin elollisten sisällä.