Столетняя загадка катализа решена измерением доли электрона

Исследователи из Университета Миннесоты и Хьюстонского университета разработали метод изопотенциальной электронной титрации (IET), который впервые позволил напрямую измерить долю электрона, участвующую в каталитических процессах. Техника показала, что молекулы при контакте с каталитической поверхностью обмениваются лишь небольшой частью своих электронов с металлом — например, атом водорода отдаёт всего 0,2 % электрона при связывании с платиной.

Это открытие объясняет, почему драгоценные металлы, такие как золото, серебро и платина, являются исключительно эффективными катализаторами. Они достигают идеального уровня распределения электронов, необходимого для каталитических реакций. Метод IET предоставляет наиболее чёткое на сегодняшний день представление о поведении молекул на катализаторах в условиях, релевантных для катализа, в отличие от исторически использовавшихся косвенных измерений в идеализированных условиях.

Новая техника измерения станет важным инструментом для ускоренного открытия перспективных каталитических материалов, дополняя методы нанотехнологий и машинного обучения. Это открытие закладывает новую научную основу для понимания катализаторов, которая может привести к разработке передовых энергетических технологий в ближайшие десятилетия.