Una svolta nella ricerca sulla catalisi da parte degli accademici delle Università di St Andrews e Newcastle potrebbe portare allo sviluppo di una tecnologia pulita per motori diesel e aiutare a combattere l'inquinamento atmosferico.

La catalisi è un processo importante che è alla base dell'industria chimica e ci consente di produrre in modo efficiente le sostanze chimiche di cui abbiamo bisogno. Ci consente anche di ripulire l'inquinamento che altrimenti emetteremmo nell'atmosfera. I catalizzatori sono tipicamente nanoparticelle metalliche, spesso metalli del gruppo del platino che sono finemente depositati su un substrato. L'attività e la durata del catalizzatore dipendono in modo critico dall'interazione delle particelle con il substrato.

Negli ultimi anni il team dell'Università di St Andrews ha esplorato nanoparticelle metalliche preparate per essoluzione sulla superficie di ossidi di perovskite e ha dimostrato che queste strutture consentono nuove dimensioni nella catalisi e nelle tecnologie di conversione e stoccaggio dell'energia grazie alle loro struttura ben ancorata.

Ora, lavorando a stretto contatto con i ricercatori dell'Università di Newcastle hanno dimostrato che, contrariamente alla credenza generale, le particelle disciolte non si ridissolvono nuovamente nella perovskite sottostante dopo l'ossidazione. Anziché, possono rimanere bloccati nelle loro posizioni iniziali, e possono quindi subire ulteriori trasformazioni chimiche per alterarne la composizione, struttura e funzionalità drammaticamente, preservando la loro disposizione spaziale iniziale. Questo è indicato come "chimica a un punto".

La notevole utilità delle strutture preparate tramite questo concetto è stata dimostrata in relazione alla depurazione dei gas di scarico dalle emissioni diesel, ossidando CO e NO contemporaneamente per centinaia di ore di funzionamento. Il concetto rappresenta un cambiamento di passo nella progettazione di catalizzatori metallici abbondanti in terra che rivaleggiano con il platino per reazioni di fondamentale importanza pratica, in base al peso, e anche a temperature rilevanti per le emissioni di scarico.

I risultati sono pubblicati oggi (30 novembre 2017) sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura .

Capo accademico, Il professor John Irvine della School of Chemistry di St Andrews, ha dichiarato:"Questo concetto 'chimica in un punto' consente la progettazione di particelle di ossido confinato composizionalmente diverse con stabilità superiore e reattività catalitica ampia applicabilità nei processi di energia pulita e nel risanamento ambientale.

"Nel 2015 il governo ha stimato che l'esposizione a NOx e alle emissioni di particolato dei motori diesel porta a circa 52, 000 decessi aggiuntivi nel Regno Unito; i risultati della ricerca hanno implicazioni di vasta portata per il futuro del diesel pulito e dell'inquinamento atmosferico".