katalysatoren zijn de onbezongen helden van de chemische reacties die de menselijke samenleving doen tikken. Een katalysator is een materiaal dat chemische reacties versnelt. Met een helpende hand van een katalysator kunnen moleculen die jaren nodig hebben om te interageren, dat nu in seconden doen. Fabrieken zijn afhankelijk van katalysatoren om alles te maken van plastic tot drugs. Katalysatoren helpen bij het verwerken van aardolie en steenkool tot vloeibare brandstoffen. Ze spelen een sleutelrol in schone energietechnologieën. Natuurlijke katalysatoren in het lichaam — bekend als enzymen — spelen zelfs een belangrijke rol in de spijsvertering en meer.
tijdens een chemische reactie breken moleculen chemische bindingen tussen hun atomen. De atomen maken ook nieuwe bindingen met verschillende atomen. Dit is als partners ruilen bij een square dance. Soms zijn die partnerschappen makkelijk te verbreken. Een molecuul kan bepaalde eigenschappen hebben waardoor het atomen van een ander molecuul weglokt. Maar in stabiele partnerschappen, zijn de moleculen inhoud zoals ze zijn. Samen gelaten voor een zeer lange periode van tijd, een paar misschien uiteindelijk van partner te veranderen. Maar er is geen massale razernij van band breken en herbouwen.
opvoeders en ouders, Meld u aan voor het spiekbriefje
wekelijkse updates om u te helpen wetenschapsnieuws te gebruiken voor studenten in de leeromgeving
katalysatoren zorgen ervoor dat zo ‘ n breuk en heropbouw efficiënter verloopt. Ze doen dit door de activeringsenergie voor de chemische reactie te verlagen. Activeringsenergie is de hoeveelheid energie die nodig is om de chemische reactie te laten plaatsvinden. De katalysator verandert gewoon de weg naar het nieuwe chemische partnerschap. Het bouwt het equivalent van een verharde snelweg om een hobbelige onverharde weg te omzeilen. Een katalysator raakt echter niet uitgeput in de reactie. Net als een wingman stimuleert het andere moleculen om te reageren. Zodra ze dat doen, buigt het.
enzymen zijn de natuurlijke katalysatoren van de biologie. Ze spelen een rol in alles, van het kopiëren van genetisch materiaal tot het afbreken van voedsel en voedingsstoffen. Fabrikanten maken vaak katalysatoren om processen in de industrie te versnellen.
een technologie die een katalysator nodig heeft om te werken is een waterstofbrandstofcel. In deze apparaten reageert waterstofgas (H2) met zuurstofgas (O2) om water (H2O) en elektriciteit te maken. Deze systemen zijn te vinden in een waterstofvoertuig waar ze de elektriciteit creëren om de motor te voeden. De brandstofcel moet de atomen scheiden in moleculen van waterstof en zuurstof, zodat die atomen kunnen herschikken om nieuwe moleculen (water) te creëren. Zonder enige hulp zou die herschikking echter heel langzaam plaatsvinden. De brandstofcel gebruikt een katalysator — platina-om die reacties voort te stuwen.
platina werkt goed in brandstofcellen omdat het precies de juiste hoeveelheid met elk startgas interageert. Platina ‘ s oppervlak trekt de gasmoleculen aan. In feite trekt het ze dicht bij elkaar zodat het hun reactie aanmoedigt — versnelt. Dan laat het zijn handwerk vrij zweven.
sinds jaren zijn ook andere technologieën afhankelijk van platinakatalysatoren. Om bijvoorbeeld schadelijke verontreinigende stoffen uit uitlaatgassen te verwijderen, zijn auto ‘ s nu afhankelijk van katalysatoren.
maar platina heeft enkele nadelen. Het is duur, bijvoorbeeld. (Mensen gebruiken het graag in dure sieraden.) En het is niet gemakkelijk te verkrijgen.
sommige andere katalysatoren hebben de status van superster bereikt. Deze omvatten metalen met chemische eigenschappen vergelijkbaar met platina ‘ s, waaronder palladium en iridium. Net als platina, echter, beide zijn duur en moeilijk te krijgen. Daarom is de jacht op minder dure katalysatoren om te gebruiken in brandstofcellen.Sommige wetenschappers denken dat koolstofmoleculen zouden kunnen werken. Ze zouden zeker minder duur en gemakkelijk overvloedig. Een andere optie zou kunnen zijn om enzymen te gebruiken die vergelijkbaar zijn met die gevonden in levende dingen.