katalysatorers

Katalysatorer är ämnen som ökar hastigheten på en kemisk reaktion utan att själva förbrukas i processen. Genom att ge en alternativ reaktionsväg med lägre aktiveringsenergi möjliggör de att reaktionen förlöper snabbare vid givna temperaturer och tryck. Efter en reaktion återgår katalysatorn oftast till sin ursprungliga mängd och kan därmed användas igen och igen.

Katalysatorer delas vanligtvis in i tre huvudkategorier: homogena katalysatorer som är lösta i samma fas som reaktanterna, heterogena katalysatorer som finns i en annan fas, oftast en solid yta, och biokatalysatorer (enzymer) som är proteiner som katalyserar specifika biokemiska reaktioner vid ofta milda villkor.

I fordonssektorn används trevätskatalysatorer med ädelmetallerna platina, palladium och rhodium i katalysatorer på keramiska plattor för att omvandla kolmonoxid, ofullständiga kolväten och kväveoxider till koldioxid, vatten och kväve. I storskalig kemisk produktion används järnkatalysatorer i Haber-Bosch-processen för ammoniaksyntes; i Ostwald-processen katalyseras oxidationen av ammoniak till NO över en platina-rhodium-gauze; i kontaktprocessen används vanadinoxid som katalysator för oxidationen av SO2 till SO3. Katalysatorer baserade på zeoliter används också vid krackning och isomerisering av petroleumkolväten.

Avgörande begrepp är aktivitet, som beskriver hur snabbt en reaktion förlöper; selektivitet, hur stor del av den bildade produkten som är av önskad typ; och livslängd eller deaktivering, som uppstår genom sintring, föroreningar eller poisoning. Återställning och regenerering är vanliga metoder för att förlänga livslängden.

Miljöpåverkan och säkerhet: katalysatorer bidrar oftast till energieffektivisering och utsläppsminskningar, men deras produktion och användning kräver resurser och kan innebära risker om de innehåller giftiga eller sällsynta metaller. Katalysatorer kan bli deponerade av föroreningar och förlora aktivitet, vilket kräver återvinning eller ersättning.