當(dāng)與液態(tài)鎵結(jié)合時(shí)，所需的鉑金數(shù)量小到足以大大擴(kuò)展地球上這種寶貴金屬的儲(chǔ)備，同時(shí)有可能為二氧化碳減排、肥料生產(chǎn)中的氨合成和綠色燃料電池的創(chuàng)造提供更可持續(xù)的解決方案，以及化學(xué)工業(yè)中的許多其他可能應(yīng)用。

當(dāng)談到這些催化系統(tǒng)的潛力時(shí)，這些專注于鉑金的發(fā)現(xiàn)只是液態(tài)金屬海洋中的一滴。通過擴(kuò)展這種方法，可能會(huì)有超過1000種元素的可能組合，用于1000多種不同的反應(yīng)。該結(jié)果將于2022年6月6日星期一發(fā)表在《自然-化學(xué)》雜志上。

鉑金作為催化劑（化學(xué)反應(yīng)的觸發(fā)物）非常有效，但由于其價(jià)格昂貴，在工業(yè)規(guī)模上沒有得到廣泛使用。大多數(shù)涉及鉑金的催化系統(tǒng)的運(yùn)行也有很高的持續(xù)能源成本。通常情況下，鉑金的熔點(diǎn)是1768℃（3215℉）。而當(dāng)它以固體狀態(tài)用于工業(yè)用途時(shí)，在碳基催化系統(tǒng)中需要有大約10%的鉑金。

不過，在新南威爾士大學(xué)（UNSW）悉尼分校和皇家墨爾本理工大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種使用極少量的鉑金來產(chǎn)生強(qiáng)大反應(yīng)的方法，而且沒有昂貴的能源成本，這種情況可能會(huì)在未來發(fā)生改變。該團(tuán)隊(duì)，包括ARC激子科學(xué)卓越中心和ARC未來低能耗技術(shù)卓越中心的成員，將鉑金與液態(tài)鎵結(jié)合在一起，液態(tài)鎵的熔點(diǎn)只有29.8°C，這相當(dāng)于熱天的室溫。當(dāng)與鎵結(jié)合時(shí)，鉑金變得可溶。換句話說，它就會(huì)融化，而且不需要點(diǎn)燃功率巨大的工業(yè)爐。

對(duì)于這種機(jī)制，只有在初始階段才需要在高溫下進(jìn)行處理，即當(dāng)鉑金溶解在鎵中以形成催化系統(tǒng)時(shí)。即使如此，也只是在300°C左右的溫度下工作一兩個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)規(guī)模的化學(xué)工程中經(jīng)常需要的持續(xù)高溫。

為了創(chuàng)造一個(gè)有效的催化劑，研究人員需要使用低于0.0001的鉑與鎵的比例。而最引人注目的是，事實(shí)證明，所產(chǎn)生的系統(tǒng)比其固態(tài)對(duì)手（需要10%左右的昂貴鉑金才能發(fā)揮作用的系統(tǒng)）的效率高1000多倍。

優(yōu)勢(shì)還不止于此，因?yàn)樗且粋€(gè)基于液體的系統(tǒng)，它也更可靠。固態(tài)催化系統(tǒng)最終會(huì)堵塞并停止工作。這在這里不是一個(gè)問題。就像一個(gè)有內(nèi)置噴泉的水景，液體機(jī)制不斷地自我刷新，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)自我調(diào)節(jié)其有效性，避免催化系統(tǒng)相當(dāng)于池塘里的浮渣堆積在表面。