Ученые раскрыли скрытый атомный процесс, усиливающий производство пропилена

Исследователи из Рочестерского университета разработали алгоритмы, способные идентифицировать атомные особенности, контролирующие сложную химию превращения пропана в пропилен с помощью наноразмерных катализаторов. Исследование показало, что оксиды в реакции избирательно формируются вокруг дефектных металлических сайтов, играя ключевую роль в стабилизации катализатора. Этот подход позволяет систематически анализировать большое количество возможных конфигураций активных центров, что ранее было невозможно из-за сложности процессов, происходящих на атомном уровне.

Ученые обнаружили, что оксид, несмотря на возможность существования в различных химических составах, постоянно остается позиционированным вокруг дефектных металлических участков, что обеспечивает стабильность каталитической реакции. Это объясняет эффективность тандемных нанокатализаторов, которые объединяют несколько стадий конверсии в единую реакцию, увеличивая выход продукта и снижая затраты на производство. Открытие стало возможным благодаря усовершенствованным алгоритмам, способным анализировать металлическую и оксидную фазы в сложной реакции.

Разработанный подход является универсальным и может быть применен для понимания других важных промышленных процессов, включая синтез метанола, используемого в продуктах от красок до топливных элементов. Это открывает путь к более эффективным методам производства пропилена и других промышленных материалов, уменьшая зависимость от традиционных подходов проб и ошибок, доминировавших в области десятилетиями.