Un catalizzatore a base di nanoparticelle sviluppato alla Rice University potrebbe far ruggire un po' di più quella tigre nel tuo acquario.

Un nuovo giornale in Giornale della Società Chimica Americana dettaglia un processo del professore di riso Michael Wong e dei suoi colleghi che dovrebbe aiutare le raffinerie di petrolio a rendere il processo di produzione della benzina più efficiente e migliore per l'ambiente.

Inoltre, Wong ha detto, potrebbe produrre benzina ad alto numero di ottani e risparmiare denaro per un'industria in cui un centesimo qui e un centesimo là aggiungono milioni ai profitti.

La squadra di Wong alla Rice, in collaborazione con i laboratori della Lehigh University, il Centro per la ricerca e la tecnologia Hellas e la DCG Partnership del Texas, ha riferito questo mese che i cluster sub-nanometrici di ossido di tungsteno che si trovano sopra l'ossido di zirconio sono un catalizzatore altamente efficiente che trasforma molecole in linea retta di n-pentano, uno dei tanti idrocarburi nella benzina, in n-pentano ramificato con una migliore combustione.

Sebbene le capacità catalitiche dell'ossido di tungsteno siano note da tempo, ci vuole la nanotecnologia per massimizzare il loro potenziale, ha detto Wong, un professore di Rice di ingegneria chimica e biomolecolare e di chimica.

Dopo la separazione iniziale del petrolio greggio nei suoi componenti di base, compresa la benzina, cherosene, olio bollente, lubrificanti e altri prodotti:le raffinerie "rompono" (riscaldando) i sottoprodotti più pesanti in molecole con meno atomi di carbonio che possono anche essere trasformati in benzina. Catalisi, un processo chimico, raffina ulteriormente questi idrocarburi.

È qui che entra in gioco la scoperta di Wong. Le raffinerie si sforzano di creare catalizzatori migliori, Egli ha detto, sebbene "rispetto al mondo accademico, l'industria non ha fatto molto in termini di nuove tecniche di sintesi, nuova microscopia, nuova biologia, anche nuova fisica. Ma queste sono cose che comprendiamo nel contesto della nanotecnologia.

"Abbiamo un modo per creare un catalizzatore migliore che migliorerà i combustibili che producono in questo momento. Allo stesso tempo, molti processi chimici esistenti sono dispendiosi in termini di solventi, precursori ed energia. Migliorare un catalizzatore può anche rendere il processo chimico più rispettoso dell'ambiente. Butta fuori quelle cose, e guadagnano efficienza e risparmiano denaro."

Wong e il suo team hanno lavorato per diversi anni per trovare il giusto mix di nanoparticelle di ossido di tungsteno attivo e zirconia inerte. La chiave è disperdere le nanoparticelle sulla struttura di supporto in zirconia alla giusta copertura superficiale. "È la teoria di Riccioli d'oro - non troppo, non troppo poco, ma giusto, " ha detto. "Vogliamo massimizzare la quantità di queste nanoparticelle sul supporto senza farle toccare.

"Se raggiungiamo quel punto debole, possiamo vedere un aumento di circa cinque volte nell'efficienza del catalizzatore. Ma questo è stato molto difficile da fare".

Nessuna sorpresa. La squadra doveva trovare la giusta alchimia, alla giusta temperatura elevata, per attaccare particelle larghe un miliardesimo di metro a grani di polvere di ossido di zirconio. Con il giusto mix, le particelle reagiscono con molecole diritte di n-pentano, riorganizzando i loro cinque atomi di carbonio e 12 di idrogeno in un processo chiamato isomerizzazione.

Ora che la formula del catalizzatore è nota, la realizzazione del catalizzatore dovrebbe essere semplice per l'industria. "Poiché non stiamo sviluppando un processo completamente nuovo, ma solo un suo componente, le raffinerie dovrebbero essere in grado di collegarlo ai loro sistemi senza troppe interruzioni, "Ha detto Wong.

Massimizzare la benzina è importante poiché il mondo sviluppa nuove fonti di energia, Egli ha detto. "Si parla molto dei biocarburanti come un contributo significativo in futuro, ma abbiamo bisogno di un ponte per arrivarci. La nostra scoperta potrebbe aiutare estendendo le attuali capacità di produzione di carburante".