Katalyyttijärjestelmiä

Katalyyttijärjestelmä on kemiallinen tai fysikaalinen järjestelmä, joka sisältää katalyytin, aineen, joka lisää kemiallisen reaktion nopeutta tai mahdollistaa sen tapahtumisen ilman, että se itse kuluu reaktiossa. Katalyytit eivät muuta reaktion tasapainoa, mutta ne nopeuttavat sekä etenevän että peruuttavan reaktion nopeutta, jolloin tasapainotila saavutetaan nopeammin. Katalyyttijärjestelmät ovat keskeisiä monissa teollisissa prosesseissa ja luonnollisissa ilmiöissä.

Erilaisia katalyyttijärjestelmiä on olemassa, ja ne voidaan jakaa karkeasti homogeenisiin ja heterogeenisiin järjestelmiin. Homogeenisessa katalyysissä katalyytti ja reagoivat aineet ovat samassa faasissa, esimerkiksi kaikki nesteitä tai kaasuja. Heterogeenisessä katalyysissä katalyytti on eri faasissa kuin reagoivat aineet, tyypillisesti kiinteä katalyytti ja nestemäiset tai kaasumaiset reagoivat aineet. Pintareaktiot ovat yleisiä heterogeenisessä katalyysissä.

Katalyyttijärjestelmiä hyödynnetään laajasti esimerkiksi öljynjalostuksessa, muovien valmistuksessa, lannoitteiden tuotannossa ja ilmansaasteiden vähentämisessä ajoneuvojen pakokaasuissa (katalysaattorit). Biologisissa järjestelmissä entsyymit toimivat erittäin tehokkaina ja spesifisinä biologisina katalyytteinä. Katalyyttijärjestelmien tutkimus ja kehitys pyrkii löytämään uusia, tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä katalyyttejä erilaisten kemiallisten prosessien optimointiin.