Kámen mudrců je bezpochybně jedním z nejznámějších mýtických předmětů. Již od starověku byl objektem bádání alchymistů z celého světa. Co na něm bylo tak zvláštního? Dle legend se daly pomocí kamene mudrců přeměnit kovy na zlato, vyléčit všechny nemoci a dosáhnout nesmrtelnosti. Opomineme-li léčivé schopnosti, kámen mudrců můžeme považovat za prototyp moderního katalyzátoru.
Katalyzátor totiž kouzelným způsobem pomáhá zahájit reakce, které v jeho nepřítomnosti neprobíhají. Toto „kouzlo“ je založeno na snížení tzv. aktivační energie, což je energie potřebná pro zahájení chemické reakce. V současné době se setkáváme s činností katalyzátorů téměř ve všech oblastech běžného života. Katalytické procesy se používají pro výrobu plastů, čisticích prostředků, potravin, paliv a v neposlední řadě pro snížení emisí výfukových plynů motorových vozidel. Přibližně 90 % vyrobených produktů přišlo do styku s katalyzátorem během produkce.
Ze široké škály katalytických procesů nás v laboratoři zaujal konkrétní proces, a to je výroba dvojsytných alkoholů (tzv. diolů). K čemu jsou ty dioly dobré? Používají se například pro výrobu polyuretanů, které určitě znáte v podobě pěnové izolace nebo také se používají jako materiál pro výrobu koleček pro kolečkové brusle.
Ptáte se, co se dá dále zlepšovat, když se zdá, že máme těchto polyuretanů dost? Ano, je to pravda, že produkce je dostačující, nicméně vidíme zásadní problém v používaném katalyzátoru obsahující měď a chrom. Dostáváme se k tomu, že není každý katalyzátor skvělý i přesto, že nám urychluje reakci. V případě CuCr katalyzátorů se během přípravy tvoří velké množství odpadu náročného na likvidaci kvůli obsahu solí s toxickým chromem. Také je obtížná a finančně náročná likvidace použitého katalyzátoru. Jednoduše řečeno, katalyzátor obsahující chrom není „eco-friendly“ a nám na „zelené chemii“ hodně záleží. Vzali jsme si proto za cíl nahradit chrom zinkem, případně hliníkem a optimalizovat katalyzátor tak, aby byl alespoň stejně anebo dokonce i účinnější než stávající katalyzátory.
Proto na Ústavu technologie ropy a alternativních paliv vznikla v roce 2017 nová pracovní skupina s moderním názvem „Copper-zinc group“. Za rok jsme připravili, otestovali a ocharakterizovali více než dvě desítky různých CuZn a CuZnAl katalyzátorů. Dokonce jsme objevili i nové, v literatuře nepopsané, látky v reakční směsi, které přispívají ke tvorbě hlavního produktu. Rozhodně ale máme stále hodně práce před sebou a v současně době hledáme posily mezi studenty.
Autorka je doktorskou studentkou Ústavu technologie ropy a alternativních paliv