Un nuovo catalizzatore che può convertire quasi completamente il monossido di carbonio in anidride carbonica a temperatura ambiente è stato sviluppato da un gruppo di scienziati. La scoperta è il risultato di una modifica del materiale di supporto del catalizzatore, concentrandosi sul materiale ceria e regolandone la dimensione cristallina. Questa innovazione potrebbe portare a catalizzatori più efficienti e meno costosi, riducendo così l’uso di metalli nobili come platino, palladio e rodio.
Attualmente, i catalizzatori automobilistici utilizzati per purificare le emissioni di scarico funzionano efficacemente solo a temperature elevate. Tuttavia, durante l’avvio iniziale di un’auto o quando si utilizza un’auto ibrida, le emissioni di scarico possono ancora contenere monossido di carbonio tossico. La modifica del materiale di supporto del catalizzatore potrebbe risolvere questo problema, convertendo completamente il monossido di carbonio in anidride carbonica anche a temperatura ambiente.
Una delle sfide riguarda l’uso dei metalli nobili nei catalizzatori, che sono sia rari che costosi. Gli scienziati cercano quindi di sviluppare alternative che offrano la stessa o maggiore attività catalitica con l’utilizzo di meno di questi materiali. In un precedente studio, il gruppo di ricerca ha dimostrato che la dispersione del metallo nobile in forma di atomi singoli può ridurre l’uso del materiale e migliorare l’efficienza del catalizzatore.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno invece focalizzato la loro attenzione sul materiale di supporto, la ceria. Variando la dimensione dei cristalli di ceria, hanno ottenuto prestazioni ottimali con cristalli di 4 nanometri per un avvio a freddo in presenza di monossido di carbonio in eccesso e con cristalli di 8 nanometri per condizioni più convenzionali. Questa scoperta dimostra che la dimensione delle particelle di supporto può influenzare l’attività catalitica e apre nuove possibilità per migliorare i catalizzatori.
Questa ricerca è rilevante non solo per lo sviluppo di catalizzatori più efficienti, ma anche per i processi di produzione sostenibile. Ad esempio, potrebbe essere utilizzata per combinare l’anidride carbonica presente nell’aria con l’idrogeno verde per produrre combustibili o composti per la produzione di plastiche sostenibili.
L’azienda Johnson Matthey, produttrice di catalizzatori per l’industria automobilistica, collaborerà con i ricercatori per tradurre questa scoperta in nuovi prodotti. Ciò potrebbe portare a catalizzatori più efficaci e sostenibili, contribuendo alla riduzione delle emissioni nocive dei veicoli.
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