บริษัทตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมชั้นนำของโลก

ตลาดตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมมีความเข้มข้นสูง โดยผู้ผลิต 12 อันดับแรกมีส่วนแบ่งตลาดคิดเป็น 68% ของตลาดทั่วโลก Heraeus ร่วมกับ BASF และ Johnson Matthey (สหราชอาณาจักร) เป็นกลุ่มแรกที่มีส่วนแบ่งตลาดสูง เช่น เซลล์เชื้อเพลิงและตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีละเอียด ขณะที่ Heraeus เป็นผู้นำในอุตสาหกรรมการทำให้บริสุทธิ์ไอเสียรถยนต์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมชนิดตัวพาที่มีกิจกรรมสูง (คิดเป็น 66.5% ของตลาดโลก) และ BASF ให้ บริการโซลูชันเทคโนโลยีและการให้เช่า โลหะมีค่าผ่านโมเดล Catalyst-as-a-Service (CaaS) BASF ให้บริการโซลูชันเทคโนโลยีและการให้เช่าโลหะมีค่าผ่านโมเดล “Catalyst as a Service” (CaaS) ซึ่งช่วยลดแรงกดดันต่อเงินทุนของลูกค้า กลุ่มที่สองประกอบด้วย Evonik และบริษัทจีน เช่น Kaili New Material และ Platinum Source Catalyst ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีการชุบแพลทินัมต่ำ ตัวอย่างเช่น บริษัท Platinum Source Catalysts ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมแพลตตินัม-โคบอลต์รุ่นที่สอง ซึ่งมีการโหลดแพลตตินัมต่ำกว่า 33% และอัตราการสลายตัวเพียง 3% ใน 30,000 รอบ โดยตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวได้ถูกจัดหาให้กับบริษัทเครื่องปฏิกรณ์พลังงานหลายแห่งแล้ว

หากคุณมีตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า ใช้แล้ว โปรดติดต่อเรา

ประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมและสถานการณ์การใช้งาน

ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมแบ่งตามโครงสร้างออกเป็นชนิดหลายเฟส (ปฏิกิริยาของแข็ง-ก๊าซ/ของเหลว) และชนิดเนื้อเดียวกัน (ปฏิกิริยาของเหลว) ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมหลายเฟสมีสัดส่วนมากที่สุด (66.5%) โดยมีชนิดตัวพา:

- ชนิดตัวพาอะลูมินา ใช้สำหรับไฮโดรจิเนชันสไตรีน โดยมีพื้นที่ผิวจำเพาะ 289.5m²/g และอัตราการแปลง 94.5% (ภายใน 100 นาที)

- ประเภทตัวพาคาร์บอน: วัสดุแกนกลางของเซลล์เชื้อเพลิง แต่คาร์บอนแพลตตินัมแบบดั้งเดิมนั้นกัดกร่อนได้ง่าย ส่งผลให้มีอนุภาคแพลตตินัมหลุดออกมา

- ประเภทพาหะโลหะออกไซด์ เช่น Pt/TiO₂-Ov ซึ่งใช้ช่องว่างของออกซิเจนเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า และมีความต้านทานการเป็นพิษจาก CO สูงกว่าคาร์บอน Pt แบบดั้งเดิมถึง 3 เท่า

ในสถานการณ์การใช้งาน สารเคมีละเอียดคิดเป็น 59.6% รองลงมาคือกระบวนการฟอกไอเสียรถยนต์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง) และเซลล์เชื้อเพลิง ในด้านเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมเพื่อลดปริมาณแพลตตินัมกำลังได้รับความนิยม ตัวอย่างเช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมอะตอมเดี่ยวจะช่วยลดปริมาณอิเล็กโทรดเมมเบรนลงได้ 90% เหลือ 0.02 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตร

บทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม

บทบาทหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมคือการลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา เร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ/ปานกลางโดยไม่ทำให้ตัวเองหมดพลังงาน ในตัวเร่งปฏิกิริยาเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมเป็นตัวขับเคลื่อนปฏิกิริยารีดักชันออกซิเจนแบบแคโทดิก (ORR) ตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนแพลตตินัมทั่วไปมีกิจกรรมเชิงมวลเพียง 0.7 A/mgPt ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมอะตอมเดี่ยวเพิ่มกิจกรรมเป็น 3.86 A/mgPt (5.3 เท่าของคาร์บอนแพลตตินัมเชิงพาณิชย์) ผ่านศูนย์กลางแอคทีฟ Pt-N₄ และล็อกเส้นทางอิเล็กตรอน 4 ตัวเพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากผลพลอยได้ ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับตัวพาอิเล็กตรอน (EMSI) ของตัวเร่งปฏิกิริยา Ptมีความสำคัญอย่างยิ่งในแง่ของความต้านทานต่อพิษ ตัวอย่างเช่น ใน Pt/TiO₂-Ov ช่องว่างของออกซิเจนจะขับเคลื่อนการไหลของอิเล็กตรอนจาก TiO₂ ไปยังแพลตตินัม ทำให้การดูดซับ CO อ่อนลง และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสลายตัวเพียง 3.67% หลังจากการฉีด CO 1,000 ppm เมื่อเปรียบเทียบกับการสลายตัวของแพลตตินัม-คาร์บอนแบบเดิมที่มากกว่า 10%

การผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัม

ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมขึ้นอยู่กับการออกแบบตัวพาและกระบวนการกระจายตัวของแพลตตินัม นวัตกรรมของตัวพาประกอบด้วย: คาร์บอนที่เติมไนโตรเจนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะของอะตอมแพลตตินัม และช่องว่างออกซิเจนของไทเทเนียมไดออกไซด์เพื่อปรับการนำอิเล็กตรอนให้เหมาะสมที่สุด ในกระบวนการเตรียมสาร วิธีไมโครเวฟต่อเนื่องได้กลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ วิทยาลัยศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์หูเป่ยใช้ระบบผสมเอทิลีนไกลคอลและรังสีไมโครเวฟเพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนแพลตตินัมที่มีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ (3.02 นาโนเมตร) ภายใน 3 นาที โดยมีกิจกรรมออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าของเมทานอลสูงถึง 76.95 มิลลิแอมป์/ตารางเซนติเมตร ซึ่งเพิ่มขึ้น 63.6% เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ ความท้าทายของการผลิตจำนวนมากอยู่ที่ความเสถียรของการกระจายตัวในระดับอะตอม มหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้ได้พัฒนากลยุทธ์การทำงานร่วมกันของอะตอมคู่ (เช่น การจับคู่ Pt-Fe) เพื่อยับยั้งการรวมตัวที่อุณหภูมิสูงผ่านอันตรกิริยาระหว่างโลหะและตัวพาที่แข็งแกร่ง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้วัสดุ Pt ผสานรวมการประกอบตัวเองระดับนาโนเข้ากับเทคโนโลยีซูเปอร์แลตทิซ Pt-Co เพื่อแก้ปัญหาการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของอนุภาคขนาดอนุภาคและการเตรียมสารในปริมาณมาก ปัจจุบัน บริษัทชั้นนำต่างๆ ลดต้นทุนด้วยการใช้โลหะผสมแพลตตินัมต่ำร่วมกับการรักษาด้วยเลเซอร์ และส่งเสริมการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักน้อยกว่า 0.05 มก./ตร.ซม.