Il ricercatore della Tufts University, Charles Sykes, ha dimostrato per la prima volta che un singolo atomo di metallo può fungere da catalizzatore nella conversione del monossido di carbonio in anidride carbonica, una reazione chimica comunemente utilizzata nei convertitori catalitici per rimuovere i gas nocivi dallo scarico delle auto. Credito:Tufts University
I ricercatori della Washington State University e della Tufts University hanno dimostrato per la prima volta che un singolo atomo di metallo può fungere da catalizzatore nella conversione del monossido di carbonio in anidride carbonica, una reazione chimica comunemente utilizzata nei convertitori catalitici per rimuovere i gas nocivi dallo scarico delle auto.
La ricerca, pubblicato oggi sulla rivista Catalisi della natura , potrebbe migliorare la progettazione del convertitore catalitico e ha anche importanti implicazioni nel campo della catalisi computazionale.
Superare temperature del motore più basse
Poiché i motori sono diventati più efficienti, la loro temperatura di combustione si è abbassata, rendendo più difficile il funzionamento e la creazione dei convertitori catalitici, paradossalmente, emissioni più nocive. Le case automobilistiche hanno lottato per soddisfare rigorosi standard sulle emissioni che mirano a proteggere la salute umana. La Volkswagen è stata persino giudicata colpevole di aver sviluppato una soluzione software per imbrogliare sui test delle emissioni.
Durante lo studio dei catalizzatori a bassa temperatura, i ricercatori, guidato da Jean-Sabin McEwen, assistente professore nella Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering della WSU, e Charles Sykes, un professore di chimica alla Tufts University, si interessò ai singoli atomi di metallo e alla loro capacità di agire come catalizzatori a temperature più basse.
"La maggior parte delle sostanze chimiche dannose nei tuoi scarichi, come monossido di carbonio e ossido di azoto, vengono emesse all'avvio del motore, " disse McEwen. "Più bassa è la temperatura, più è difficile neutralizzare queste sostanze chimiche dannose".
Monossido di carbonio in anidride carbonica
Nella loro carta, i ricercatori hanno dimostrato che la reazione può funzionare con singoli atomi di platino su un supporto di ossido di rame vicino alla temperatura ambiente. Il singolo atomo di platino trattiene il monossido di carbonio mentre l'ossido di rame fornisce l'ossigeno per convertirlo in anidride carbonica.
"Questo è uno studio di riferimento che può guidare la progettazione della prossima generazione di convertitori catalitici a bassa temperatura, " ha detto Sykes.
Il ricercatore della Washington State University Jean-Sabin McEwen ha dimostrato per la prima volta che un singolo atomo di metallo può fungere da catalizzatore nella conversione del monossido di carbonio in anidride carbonica, una reazione chimica comunemente utilizzata nei convertitori catalitici per rimuovere i gas nocivi dallo scarico delle auto. Credito:Washington State University
Poiché i convertitori catalitici utilizzano metalli rari e costosi come il platino, ridurre l'uso di tali elementi fino al livello del singolo atomo potrebbe anche ridurre i costi, Ha aggiunto.
La loro ricerca risponde anche in modo definitivo a un dibattito di lunga data nel mondo scientifico sul fatto che un singolo atomo di metallo possa fungere da catalizzatore per l'ossidazione del monossido di carbonio in anidride carbonica a basse temperature o se tale reazione richieda un cluster di atomi.
