成本骤降！新工艺可让铝变身各种“稀有金属”

发布时间：2025-07-06 20:01:12 来源：学如不及网 作者：热点

财联社上海5月11日讯（编辑 黄君芝）许多重要的稀有金属化学反应需要稀有昂贵的金属作为催化剂，这是成本一个不幸的事实。但现在，骤降科学家们已经开发出一种装置，新工可以在化学反应中让普通的让铝铝表现得像其他金属。

铂、变身钯、各种铑和其他金属是稀有金属许多工业中用于制造材料和化学品的反应的关键驱动因素。当然，成本问题是骤降这些金属很难获得，因此可能非常昂贵，新工这就推高了制造设备和工艺的让铝成本，以及抬高最终产品的变身成本。

美国明尼苏达大学（University of Minnesota）领导的各种一项新研究发现，通过添加或移除电子，稀有金属普通、廉价的材料可以被调整成具有一些昂贵催化金属的表面特性。现在，一种叫做“催化冷凝器”的新装置可以做到这一点。

“原子通常改变它们的电子数量，但我们发明了催化冷凝器装置，让我们可以调整催化剂表面的电子数量，”该研究的首席研究员保罗·道恩豪尔（Paul Dauenhauer）说，“这为控制化学反应、以及让价廉量多的材料能够像珍贵材料一样发挥作用打开了一个全新的机会。”

为了调整材料中的电子数量，催化冷凝器是由一系列薄膜堆叠排列而成的。顶层是4纳米厚的氧化铝（Alumina），它位于一层石墨烯上，下面是一个绝缘体，底部是一个导体。当电压被施加到石墨烯和导体层时，氧化铝中就会产生一个电荷。这改变了它的表面特性，使它能够像催化剂一样发挥作用。

通过调整所施加的电压、绝缘层的成分或在活性层中加入不同的添加剂，可以调整氧化铝的催化效果。研究人员说，这些设备的变化可以用于一系列行业，根据需要进行不同的反应。这项研究成果已于近期发表在著名科学期刊《JACS Au》杂志上。

该研究的作者之一Dan Frisbie表示：“我们认为催化冷凝器是一种平台技术，可以在许多制造应用中实现。核心设计见解和新颖的组件可以被修改成我们所能想象的几乎任何化学物质。”

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