Lo studio di un gruppo di ricerca dell’Iccom-Cnr e dell’Università di Trieste con collaborazioni in Usa che ha messo a punto un metodo per comprendere come funzionano i catalizzatori eterogenei. Le applicazioni future: conversione del monossido di carbonio, produzione sostenibile di idrogeno, miglioramento del funzionamento di impianti petrolchimici, ottimizzazione di processi chimici
L’utilizzo di piccolissimi mattoncini costituiti da nanocristalli uniformi, simili alle costruzioni del Lego, ha permesso di realizzare catalizzatori con accuratezza e conoscenza mai ottenute prima. Questo innovativo approccio ha aperto la strada per comprendere i meccanismi con cui trasformare un gas killer come il monossido di carbonio nella più innocua anidride carbonica, aprendo al contempo un nuovo panorama per la catalisi ambientale e per le applicazioni catalitiche industriali.
La scoperta, presentata in anteprima sul sito web di «Science Express», sarà pubblicata sulla rivista «Science».
«La scoperta permette di capire in maniera chiara e semplice quali atomi di un complesso catalizzatore eterogeneo sono coinvolti nel processo», spiega Paolo Fornasiero, responsabile dell’Unità locale dell’Istituto di chimica dei composti organo-metallici del Consiglio nazionale delle ricerche (Iccom-Cnr) e docente all’Università degli Studi di Trieste. «Abbiamo infatti realizzato delle unità catalitiche piccolissime (mattoncini del “Lego” di un miliardesimo di metro) tutte identiche tra loro e le abbiamo depositate su diversi supporti (basi per le costruzioni del “Lego”). Abbiamo studiato l’ossidazione del monossido di carbonio al variare delle dimensioni delle unità catalitiche e della natura del supporto, tutto con una precisione mai ottenuta prima. Questo ci ha permesso e renderà possibile produrre catalizzatori che contengano quasi esclusivamente atomi utili, riducendo il costo finale e realizzando processi industriali sempre più efficienti. In particolare, abbiamo dimostrato che anche un metallo comune come il nichel può funzionare bene come il prezioso e raro platino se opportunamente ingegnerizzato. Poiché la gran parte dell’industria, dalla petrolchimica alla sintesi di polimeri, dalla produzione di fertilizzanti alla farmaceutica, usa catalizzatori per le trasformazioni chimiche, attendiamo ricadute pratiche rilevanti, auspicabilmente in tempi rapidi».
Accanto alla realizzazione di processi industriali più sostenibili non vanno dimenticate le potenzialità della scoperta nel miglioramento della qualità della vita umana, tramite un abbattimento catalitico più efficiente di inquinanti presenti nell’aria e nell’acqua.
Il lavoro di ricerca si basa su una collaborazione tra i gruppi di Iccom-Cnr e Università di Trieste, University of Pennsylvania UPenn (Christopher B. Murray e Raymond Gorte) e Brookhaven National Laboratory (Eric A. Stach).
