最近发表在《自然化学》杂志上的研究表明科学家们已经想出了如何使铂作为催化剂更便宜：把它变成一种低温液体。

几个世纪以来，大家都知道铂、金、钌和钯等贵金属是化学反应的极好催化剂，因为它们比其他金属能更有效地破坏原子之间的化学键。

但贵金属稀有且昂贵，因此大型工业制造商通常会选择更便宜、效率更低的替代品，例如铁。（例如，铁在化肥的大规模生产中用作催化剂。）

使用质量较差的催化剂的缺点是化学反应必须加热到高温，这增加了许多工业过程的碳足迹。

在一项破纪录的成就中，来自悉尼新南威尔士大学和澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员将铂溶解在液态镓中，将铂原子分解，从而在较少量的铂中产生更多的催化潜力。

铂金的熔点通常为 1,700 °C（3,092 华氏度），这意味着它在用作催化剂时通常是固体。

通过将铂注入镓基体中，它采用了镓的熔点。镓：一种柔软、银白色且无毒的金属，在 29.8°C 的室温下基本熔化。液态镓的一个有用特性是它通过分离每个分子中的单个原子来溶解金属（就像水溶解盐和糖一样）。

研究人员说，这项发明有可能在工业制造中节省能源成本并降低排放。

来自新南威尔士大学悉尼分校的主要作者兼化学工程师 Md. Arifur Rahim 告诉 ScienceAlert：“使用液态铂等更高效的催化剂，可以在相对较低的温度下进行一系列重要的化学反应。”

Rahim 解释说，自 2011 年以来，科学家们一直在尝试通过“小型化”过程使昂贵的贵金属催化剂更便宜。

当金属是固体时，只有外面的原子可以用于反应，所以浪费很多。如果你把这种固体分解成越来越小的团块（想想纳米颗粒），你会得到更有效的反应。

最有效和最小的系统将使每个单独的原子都可以用来做催化剂的工作。

“当您将系统小型化时，您将最大限度地提高表面体积比和原子利用效率，以便随着时间的推移您的催化剂总消耗量会减少，这可能会使您的产品负担得起，”Rahim 说。

“理论上，当催化金属处于原子尺度时，你会获得最大效率，因为你无法超越这一点。”

在单原子催化剂中，将催化剂结合在一起的键被分裂，每个原子单独锚定在一种称为基质的物质中。

因此，Rahim 及其同事测试了镓作为他们的基质。一旦溶解在镓中，他们发现每个铂原子都与其他铂原子分离，使其成为完美的微型催化剂。

研究人员在他们的论文中写道：“当溶解时，铂原子在空间上分散在液态镓基质中，没有原子聚集（即没有铂-铂键合），可以驱动具有显着质量活性的不同催化反应。”

铂在液态基质中是可移动的，而且不太容易出现焦化问题，即固体催化剂被碳覆盖，需要在重新使用之前进行清洁。

镓不像铁那么便宜。但它可以一次又一次地用于相同的反应。这是因为，与铂一样，镓在反应过程中不会失活或降解。

将铂溶解在镓中的过程需要将温度提高到大约 400 °C 几个小时。但研究人员表示，这是一种一次性的能源投资，可以在以后的化学制造过程中避免进一步的温度升高。

该团队希望他们的技术能够生产出更清洁、更便宜的产品，从肥料到绿色燃料电池。