Minstens 28 combinaties van dure metalen uit de platinagroep en goedkope (overgangs-)metalen zijn de moeite van het uitproberen waard. Wie weet wat voor katalysator er tussen zit, stellen Stefano Curtarolo en collega’s van Duke University (VS), die met een supercomputer hebben vastgesteld dat deze legeringen in elk geval in theorie moeten kunnen bestaan.

Waarbij moet worden aangetekend dat hun huidige computeralgoritmes wél redelijk goed kunnen voorspellen of een combinatie van twee metalen stabiel is, zelfs als functie van de temperatuur, maar niet wat de fysisch/chemische eigenschappen zullen zijn. Dat is een kwestie van uitproberen.

Maar de kans dat er een ‘cheapium’ tussen zit dat puur platina of een aanverwant metaal kan vervangen tegen een veel lagere kostprijs, maakt dat uitproberen ruimschoots de moeite waard. Het geld komt overigens van het Materials Genome Initiative, een multidisciplinair project dat door presitent Obama persoonlijk wordt ondersteund.

In het tijdschrift Physical Review beschrijven de Amerikanen hoe ze een supercomputer 153 mogelijke combinaties hebben laten doorrekenen van platina-achtige metalen (platina, osmium, ruthenium, iridium, rhodium en palladium) met elkaar en met 23 goedkopere ‘overgangsmetalen’ uit het midden van het periodiek systeem. De meeste combinaties bleken theoretisch niet stabiel, maar enkele tientallen moeten op papier wél stabiele kristallen opleveren. Gesproken wordt van 28 combinaties die men tot nu toe nooit experimenteel heeft kunnen maken (wellicht omdat het bij de verkeerde temperatuur is geprobeerd) plus enkele tientallen nieuwe kristalvormen van combinaties die wél eerder zijn gemaakt.

In totaal waren hiervoor 39 266 berekeningen nodig, wat overeenkomt met 1,82 miljoen uur rekentijd op een 2,2 GHz Intel Xeon E5-processor. Volgens Curtarolo hadden 200 tot 300 promovendi vijf jaar werk gehad om tot hetzelfde resultaat te komen.

‘En met het karakteriseren van de combinaties die we gevonden hebben zijn de experimenteerders nog wel 20 jaar zoet’, voegt hij er aan toe.

bron: Duke University