一項新的研究概述了一種能夠在環境溫度下淨化廢氣排放的新型催化劑。汽車排氣系統中的三元催化轉換器由昂貴的材料製成，只有當廢氣溫度達到幾百攝氏度時才能有效發揮作用。因此，在汽車剛啟動時，或者在混合動力汽車運行時，即汽油發動機和電動機開關為汽車提供動力時，排放的廢氣中仍可能含有有毒的一氧化碳。

埃米爾-亨森（Emiel Hensen）領導的科學家們在一篇新的《科學》文章中指出，通過改變催化劑的載體材料，即使在室溫下，也能將有毒的一氧化碳幾乎完全轉化為二氧化碳氣體。

汽車催化劑是將鉑、鈀、銠等貴金屬沉積在氧化鈰（又稱鈰）材料的基底上製成的。然而，貴金屬既稀有又昂貴。因此，世界各地的研究人員正在研究如何通過減少使用這些材料來達到相同甚至更好的催化活性。

例如，德國電子科技大學的亨森研究小組在之前的一篇論文中證明，通過以單個原子的形式分散貴金屬，不僅可以減少材料的使用，而且在某些條件下，催化劑還能更有效地發揮作用。

在第一作者瓦列裡-穆拉維夫（Valery Muravev）的博士研究項目中，研究人員將注意力從貴金屬轉移到下面的載體材料（本例中為鈰）上，以進一步改進催化劑。他們生產出不同晶體尺寸的鈰，並在同一步驟中將貴金屬沉積為單個原子。隨後，他們研究了這些材料組合在一氧化碳中結合額外氧原子的能力。

結果表明，在過量一氧化碳存在的冷啟動條件下，4 納米大小的小鈰晶體明顯改善了貴金屬鈀的性能。這種性能的提高可以解釋為在較小尺寸的鈰晶體中氧原子的反應活性更高。在更常規的條件下，8 納米的鈰晶體是在低於100 攝氏度的溫度下達到高催化活性所需的最佳尺寸。

這項研究首次表明，在開發催化劑時，不僅要考慮必鬚髮揮作用的貴金屬。在這種情況下，改變作為活性材料載體的顆粒的大小，為進一步改進催化劑提供了一種有趣的新可能性，從而提高化學反應的效率和特異性。

這對於開發將環境空氣中的二氧化碳與綠色氫氣結合起來生產燃料或生產可持續塑料的化合物的工藝也具有重要意義。

現在，研究人員將與為汽車工業生產催化劑的英國公司莊信万豐（Johnson Matthey）一起，進一步探索如何將這一發現轉化為新產品。