Courtesy of InterestingEngineering

Medan Magnet Tingkatkan Kinerja Katalis Atom Tunggal untuk Produksi Amonia Cepat

Menunjukkan bahwa medan magnet eksternal dapat mengatur spin elektron pada katalis atom tunggal untuk meningkatkan kinerja katalis dalam reaksi kimia secara signifikan, sehingga proses produksi seperti pembuatan amonia dan pengolahan air limbah menjadi lebih efisien dan ramah lingkungan.

31 Mei 2025, 20.29 WIB

47 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penerapan bidang magnetik dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi katalis dalam reaksi kimia.
Katalis atom tunggal menunjukkan potensi besar untuk produksi amonia yang lebih murah dan ramah lingkungan.
Penelitian ini membuka jalan untuk inovasi dalam proses elektrokimia yang dapat menguntungkan industri secara luas.

Sendai, Jepang - Para peneliti di Universitas Tohoku di Jepang menemukan cara baru mempercepat reaksi kimia dengan menggunakan medan magnet. Mereka fokus pada katalis atom tunggal yang menggunakan atom ruthenium yang ditempatkan di permukaan khusus. Biasanya, reparasi kimia dioptimalkan dengan mengubah komposisi katalis, tapi kali ini mereka mengatur spin elektron pada katalis menggunakan medan magnet agar lebih aktif.

Katalis atom tunggal ini sangat efisien karena atom logamnya tersebar satu per satu, sehingga setiap atom bisa bereaksi maksimal. Ketika medan magnet diterapkan, spin elektron pada atom katalis berubah ke keadaan spin tinggi yang memberikan energi tambahan, membuat reaksi berjalan jauh lebih cepat dan efisien.

Penelitian mereka menguji reaksi pengubahan nitrat dari limbah air menjadi amonia menggunakan listrik dan katalis ini. Dengan medan magnet, katalis lebih mudah menyerap molekul nitrat dan mempercepat proses produksi amonia. Mereka mendapatkan hasil produksi amonia yang jauh lebih tinggi dan efisiensi penggunaan listrik mencapai 95% selama penggunaan yang panjang.

Hal ini sangat penting karena amonia adalah bahan utama pupuk yang dipakai luas di dunia. Dengan membuat produksi amonia lebih efisien dan hemat energi, harga pupuk di pasaran bisa turun dan industri pengolahan air bisa lebih murah dan ramah lingkungan. Jadi, penemuan ini punya potensi besar bagi sektor pertanian dan lingkungan.

Meski hasil awalnya menjanjikan, penerapan medan magnet dalam skala besar di industri masih perlu perbaikan agar peralatannya lebih ringkas dan praktis. Namun, teknik ini sudah menunjukkan kemungkinan besar untuk meningkatkan berbagai proses kimia lain, termasuk produksi bahan bakar hidrogen. Penelitian ini membuka jalan bagi inovasi teknologi katalis yang lebih ramah lingkungan dan hemat biaya.

Sumber: https://interestingengineering.com/science/magnetic-field-boosts-catalyst-perfromance