科学家使用微量液态铂在低温下创造廉价和高效的催化反应

当与液态镓结合时，所需的铂金数量小到足以大大扩展地球上这种宝贵金属的储备，同时有可能为二氧化碳减排、肥料生产中的氨合成和绿色燃料电池的创造提供更可持续的解决方案，以及化学工业中的许多其他可能应用。

当谈到这些催化系统的潜力时，这些专注于铂金的发现只是液态金属海洋中的一滴。通过扩展这种方法，可能会有超过1000种元素的可能组合，用于1000多种不同的反应。该结果将于2022年6月6日星期一发表在《自然-化学》杂志上。

铂金作为催化剂（化学反应的触发物）非常有效，但由于其价格昂贵，在工业规模上没有得到广泛使用。大多数涉及铂金的催化系统的运行也有很高的持续能源成本。通常情况下，铂金的熔点是1768℃（3215℉）。而当它以固体状态用于工业用途时，在碳基催化系统中需要有大约10%的铂金。

不过，在新南威尔士大学（UNSW）悉尼分校和皇家墨尔本理工大学的科学家们发现了一种使用极少量的铂金来产生强大反应的方法，而且没有昂贵的能源成本，这种情况可能会在未来发生改变。该团队，包括ARC激子科学卓越中心和ARC未来低能耗技术卓越中心的成员，将铂金与液态镓结合在一起，液态镓的熔点只有29.8°C，这相当于热天的室温。当与镓结合时，铂金变得可溶。换句话说，它就会融化，而且不需要点燃功率巨大的工业炉。

对于这种机制，只有在初始阶段才需要在高温下进行处理，即当铂金溶解在镓中以形成催化系统时。即使如此，也只是在300°C左右的温度下工作一两个小时，远远达不到工业规模的化学工程中经常需要的持续高温。

为了创造一个有效的催化剂，研究人员需要使用低于0.0001的铂与镓的比例。而最引人注目的是，事实证明，所产生的系统比其固态对手（需要10%左右的昂贵铂金才能发挥作用的系统）的效率高1000多倍。

优势还不止于此，因为它是一个基于液体的系统，它也更可靠。固态催化系统最终会堵塞并停止工作。这在这里不是一个问题。就像一个有内置喷泉的水景，液体机制不断地自我刷新，在很长一段时间内自我调节其有效性，避免催化系统相当于池塘里的浮渣堆积在表面。