新技術可將化學反應催化速度提高萬倍 顯著降低成本

據物理學家組織網28日報道，美國研究人員發現了一種新技術，可將化學反應的催化速度提高到現有催化速度極限的10000倍，有望大大提高數千種化學過程的速度，并顯著降低成本，讓肥料、食品、燃料、塑料等產業受益。

科學家使用催化劑(如金屬)來加速化學反應，但催化速度只能達到薩巴蒂爾原理所允許的限度。自從這一準則在1960年定量建立后，薩巴蒂爾最大值一直是催化速度的極限。

由美國能源部資助的催化能源創新中心的研究人員發現，他們可以通過朝催化劑施加波，制造出振蕩催化劑來打破這一速度限制。波擁有波峰和波谷，當施加波時，波允許化學反應的兩個部分以不同的速度獨自進行。當施加到催化劑表面的波與化學反應的固有頻率相匹配時，所謂的“共振”機制會導致催化速率顯著上升。

作者之一、明尼蘇達大學化學工程和材料科學教授保羅·多恩豪爾說：“我們很早就意識到催化劑需要隨著時間的推移而改變，事實證明，千赫茲到兆赫茲頻率會顯著加快催化速度。”

研究人員稱，提高化學反應速度會讓開發肥料、食品、燃料、塑料等的數千種化學和材料技術大大受益，可顯著減少制造這些材料所需的設備數量，并降低許多日常材料的總體成本。

催化能源創新中心主任多尼希斯·維拉科斯教授說：“這有可能徹底改變我們制造幾乎所有最基本化學品、材料和燃料的方式，從常規催化劑到動態催化劑的轉變，將與從直流電到交流電的轉變一樣大。”