Команда исследователей из США изобрела устройство, которое преобразует поверхность материала таким образом, что заставляет обычные металлы вести себя как намного более редкие благородные, выступая в роли катализатора химической реакции. Прибор, названный «каталитическим конденсатором», на практике доказал, что модифицированные электронным образом материалы могут привести к более быстрым и эффективным химическим процессам.

Последнее столетие химическая промышленность активно использует благородные металлы — рутений, платину, родий, палладий — обладающие уникальными поверхностными свойствами. Способность этих элементов выступать и как металлы, и как оксиды металлов делает их незаменимыми для управления химическими реакциями. Однако запасы этих металлов по всему миру ограничены.

Исследователи из Университета Миннесоты решили проверить на практике теорию поведения электронов на поверхности металлов, которая утверждает, что добавление или удаление электронов может превратить оксид металла в нечто, что по свойствам будет похоже на другой металл, пишет Phys.org.

«Атомы неохотно меняют количество своих электронов, но мы изобрели каталитический конденсатор, позволяющий нам настраивать число электронов на поверхности катализатора, — сказал профессор Пауль Дауенхауэр. — Это открывает для нас совершенно новые возможности управления химическими процессами и заставляет доступные материалы вести себя как благородные».

Устройство использует комбинацию пленок нанометровой толщины для передвижения и стабилизации электронов на поверхности катализатора. Уникальный механизм такой конструкции позволяет сочетать металлы и оксиды металлов с графеном для обеспечения быстрого потока электронов на поверхностях, пригодных для химического преобразования.

Открытие ученых открывает двери новым каталитическим технологиям путем применения катализаторов из неблагородных металлов для хранения и производства возобновляемой энергии или изготовления экологичных материалов. Авторы запатентовали свое изобретение и уже работают над его коммерциализацией.