Wetenschappers ontdekken de verborgen waarde van goud

Wetenschappers ontdekken de verborgen waarde van goud

Anonim

door Cardiff University

Image

(Phys.org) -Wetenschappers van Cardiff ontdekken nieuw en onverwacht gebruik van goud - een edel metaal dat traditioneel wordt beschouwd als chemisch oninteressant vanwege het slechte reactievermogen met andere stoffen.

Onderzoekers van de School of Chemistry zijn baanbrekend op nieuwe manieren om het revolutionaire potentieel van goud te benutten om chemische processen in een groot aantal industrieën te versnellen en te optimaliseren, van het produceren van kunststoffen waarvan het moderne leven afhankelijk is tot milieuvriendelijke energieproductie. Studies tonen aan dat de belangrijkste voordelen van goud als katalysator zijn lange levensduur, ongewoon hoge reactiviteit en hoge specificiteit voor het gewenste product zijn.

"Goud is al millennia lang een onderwerp van menselijke fascinatie, grotendeels vanwege zijn weerstand tegen corrosie en de daaruit voortvloeiende schoonheid, " zei professor Graham Hutchings, FRS directeur van het Cardiff Catalysis Institute (CCI). "Echter, wanneer het wordt afgebroken tot nanodeeltjes, die slechts een paar honderd atomen bevatten, verandert het niet alleen van kleur; het wordt ook ongelooflijk reactief, dus in tegenstelling tot het oude gezegde; zelfs niet alles dat goud glinstert. Ons onderzoek naar het effect van gouden nanodeeltjes over chemische en biologische processen laten zien dat de reacties van goud in zijn nanodeeltjesvorm sneller, eenvoudiger en energetisch efficiënter zijn dan veel andere katalysatoren. "

Katalyse is een ondersteunende technologie die naar schatting 80-90% van alle geproduceerde goederen ondersteunt. Het fenomeen omvat een materiaal, dat niet een van de reactanten is, dat een gewenste chemische reactie versnelt zonder dat een temperatuurverhoging nodig is. Veelgebruikte katalysatoren zoals die die kwik bevatten, zijn verspillend, gevaarlijk voor het milieu en zelfs schadelijk voor de menselijke gezondheid gebleken. Goud, zo hebben wetenschappers ontdekt, is niet alleen een levensvatbare alternatieve katalysator, maar soms ook de best mogelijke katalysator.

Professor Hutchings gelooft dat goud het potentieel heeft om levens te redden, de menselijke gezondheid te verbeteren en het milieu op te schonen: "Te veel processen zorgen voor te veel afval en niet genoeg product. Door de introductie van een goudkatalysator kunnen we de hoeveelheid afval verminderen en de productiviteit verhogen ten behoeve van een aantal processen. Hoe meer we leren over dit kostbare metaal, hoe meer ik voel dat de maatschappij de verkeerde soort waarde toekent aan goud. "

Hij voegt eraan toe: "Een van de eerste ontdekkingen die we hebben gedaan, is dat goud de beste katalysator is voor de vorming van vinylchloride, het hoofdingrediënt voor de productie van PVC en het potentieel heeft om een ​​voor het milieu schadelijke kwikkatalysator te vervangen, dit zou een grote voordeel voor de samenleving. Goud wordt ook gebruikt als katalysator om koolmonoxide tot kooldioxide te oxideren. Dit kan worden gebruikt bij natuurrampen waar mensen gevangen zitten in een afgesloten ruimte, zoals mijnschachten en giftige koolmonoxide (CO) om uit de lucht te worden verwijderd - maar ook in huishoudelijke omgevingen waar mensen naast apparatuur wonen die een risico op CO-productie van onvolledige verbranding heeft, bijvoorbeeld gaskachels, fornuizen, benzinemotoren. "

Katalysatoren worden voortdurend ontwikkeld om nieuwe niveaus van activiteit en selectiviteit voor de gewenste chemische producten van de samenleving te bereiken. Het gebruik van goud in katalyse zou de maatschappij in staat kunnen stellen om beter gebruik te maken van kostbare grondstoffen en nieuwe, groenere bronnen te exploiteren door brandstoffen, kunststoffen en andere chemicaliën te genereren uit hernieuwbare bronnen zoals maïszetmeel, glycerol en gerecycled afval. Slimmer gebruik van katalyse zal ook ons ​​energieverbruik verlagen en helpen bij de decentralisatie van activiteiten zoals waterzuivering en kleinschalige opwekking van elektrische energie.

Onderzoek bij Cardiff Catalysis Institute (CCI) onderzoekt momenteel de mogelijkheid om goud te gebruiken als een "koude start" -katalysator in auto-uitlaatsystemen om de CO2-uitstoot te verminderen. De huidige katalysatoren zijn afhankelijk van de warmte van de uitlaat om actief te worden. Dit betekent dat de eerste paar minuten van elke reis de meeste uitstoot van CO en NOx produceren. Omdat goud bij lagere temperaturen kan werken dan conventionele katalysatoren, zou het in dit vroege stadium kunnen worden gebruikt.