katalysoinnissa

Katalysoinnissa on kyse kemiallisen reaktion nopeuttamisesta katalyytin avulla siten, että katalyytti palautuu lopuksi alkuperäiseen tilaansa eikä kulu käytössä. Katalyytti tarjoaa väliaikaisen reaktioreitin, jolla aktivaatioenergia on alhaisempi ja jonka ansiosta reaktionopeus kasvaa.

Katalyysin päätyypit jakautuvat faasien mukaan: heterogeeninen katalysi, jossa katalyytti on eri faasia kuin reagoiivat aineet (yleensä kiinteä pinta); homogeeninen katalysi, jossa katalyytti on samaa faasia kuin reagoivat aineet; sekä biokatalyysi, jossa entsyymit toimivat katalyyteinä biologisissa prosesseissa.

Toimintaperiaatteiltaan katalyytti voi toimia esimerkiksi sitoutumalla reagoiviin aineisiin, muokkaamalla reaktioreittejä ja helpottamalla välivaiheita siten, että lopulliset tuotteet irtoavat katalyytistä. Katalytti ei yleensä muutu pysyvästi, vaan se kierrättää aktiivisen tilan reagointiprosessin aikana.

Keskeisiä mittareita ovat reaktiokierto (TOF) sekä valikoivuus ja saanto. Ympäristö- ja taloudelliset näkökulmat huomioiden katalyysi parantaa energiatehokkuutta ja vähentää hävikkiä, mutta siihen liittyy haasteita kuten katalyytin inaktivoituminen, myrkytus ja kustannukset.

Teollisuudessa katalyysi on keskeistä esimerkiksi ammoniakin valmistuksessa Haber-Bosch -prosessissa, jossa raudasta koostuva kiinteä katalyytti nopeuttaa typen ja vedyn yhdistymistä ammoniakiksi, sekä monissa ympäristö- ja energiasektorin sovelluksissa.