La catalisi è, come molte scienze, situazionale.

Questa chimica ad alta potenza riguarda l'accelerazione delle reazioni chimiche, utilizzando catalizzatori per "turbare" il processo e creare rapidamente nuovi prodotti chimici e combustibili.

Perché ci sono così tante variabili in gioco:pressione, leggero, calore, tempo, e la presenza di altre molecole reattive, per citarne solo alcuni:gli scienziati sono tenuti a sperimentare instancabilmente, mappare le condizioni specifiche che porteranno ai migliori risultati.

Ricercatori del Centro di Catalisi per l'Innovazione Energetica (CCEI), un centro di ricerca multi-istituzionale guidato dall'Università del Delaware, stanno lavorando per risolvere queste sfide proponendo approcci più efficienti alla scienza della catalisi. Qualche volta, il loro lavoro può anche portare alla scoperta di nuovi catalizzatori del tutto.

Recenti ricerche condotte da CCEI, pubblicato nell'ultimo numero di Catalisi della natura , ha ulteriormente svelato il mistero su una classe di materiali che sono stati a lungo poco studiati come catalizzatori:gli ossidi metallici. Oltre a favorire una produzione chimica più economica e stabile, L'indagine del CCEI sulla natura degli ossidi metallici potrebbe potenzialmente portare alla scoperta di soluzioni ancora migliori, catalizzatori più selettivi.

La scienza della catalisi, mentre utile, non è esattamente efficiente o conveniente. Nuovo, catalizzatori migliori come gli ossidi metallici potrebbero aiutare a migliorare il processo, quale, a sua volta, può rendere più facile per gli scienziati produrre prodotti di uso quotidiano rinnovabili, come lubrificanti, combustibili, adesivi, sapone, e altro ancora.

"In precedenza, si credeva che dovessimo ricorrere a metalli costosi come il platino per svolgere compiti cruciali come la scissione di specifici legami chimici, " ha detto Alexander Mironenko, co-autore dello studio ed ex ricercatore CCEI che ora è uno studioso post-dottorato presso l'Università di Chicago. "Ma oltre ai loro costi elevati, questo tipo di metalli produceva prodotti collaterali indesiderati, riducendo l'efficienza dell'intero processo. Nella nostra ricerca attuale, dimostriamo che gli ossidi metallici più economici e più stabili possono guidare quelle reazioni, pure."

Un ossido è definito come una sostanza chimica composta da almeno un atomo di ossigeno e un altro elemento; tali composti sono abbondanti nella crosta terrestre. La relativa stabilità di molti ossidi metallici li rende ideali per l'uso in reazioni catalitiche come l'attivazione del legame CO, che è un passo essenziale nella conversione dei rifiuti e della biomassa lignocellulosica (come i trucioli di legno e l'erba) in combustibili e prodotti chimici utili.

Il basso costo degli ossidi metallici può anche fornire vantaggi economici. R&D Magazine stima che il 90% dei prodotti chimici commerciali dipenda dalla catalisi per la produzione, che significa più economico, catalizzatori più stabili possono ridurre i costi di produzione.

"Abbiamo introdotto un modo di pensare ai catalizzatori a base di ossido che non è mai stato pubblicato in precedenza, " aggiunge l'ex borsista postdottorato CCEI Konstantinos Goulas, ora assistente professore in ingegneria chimica presso l'Oregon State University. "È incredibilmente eccitante, poiché ha il potenziale per guidare la scoperta in tutti i tipi di processi catalitici, da industriale a ambientale. È importante sottolineare che le simulazioni al computer possono prevedere catalizzatori migliori e condurre esperimenti. Il nostro è il primo studio sistematico a introdurre questa intera classe di materiali per una delle chimiche più dure nelle bioraffinerie."