I nanoscienziati dell'Università di Utrecht hanno escogitato un modo nuovo e promettente per realizzare catalizzatori in cui la quantità di metalli preziosi necessaria è ridotta di un fattore 10. Quei metalli preziosi sono scarsi, ma essenziali in molti processi chimici sostenibili esistenti e futuri. La pubblicazione è apparsa l'8 luglio su Scienza .

I metalli preziosi come il platino sono ampiamente utilizzati nell'industria e nella vita quotidiana. L'applicazione più nota è attualmente nel catalizzatore dei gas di scarico delle automobili per pulire i gas di combustione del motore. Ma in futuro saranno necessari anche metalli preziosi per realizzare una società più sostenibile, ad esempio per la produzione e il consumo di idrogeno, un importante vettore energetico del futuro.

Ma la quantità di metalli preziosi nel mondo è molto limitata, quindi è una sfida importante ridurre le quantità necessarie. dottorato di ricerca il ricercatore Luc Smulders del Debye Institute for Nanomaterials Science dell'Università di Utrecht afferma che "lo stock mondiale di platino è stimato a 70.000 tonnellate, ovvero circa 10 grammi per abitante del mondo. Una cella a combustibile in un'auto, per produrre energia elettrica dall'idrogeno per il motore elettrico, richiede già circa 10 grammi di platino. Questo dà il senso della necessità di utilizzare il platino nel modo più efficace possibile."

Applicare platino alla zeolite con precisione

Insieme a un ex borsista post-dottorato presso lo stesso istituto, Kang Cheng, Smulders, sotto la supervisione del professor emerito Krijn de Jong, ha studiato come il platino può essere utilizzato nei catalizzatori nel modo più efficace possibile. De Jong afferma che "i catalizzatori in questo studio contengono due funzioni attive, vale a dire un metallo - platino - e una funzione acida - una zeolite. Classicamente, il metallo prezioso viene salvato rendendo le particelle di platino il più piccole possibile. Tali piccole particelle, dette anche nanoparticelle, hanno un rapporto maggiore tra area superficiale per unità di volume."

I chimici di Utrecht hanno ora seguito una strada completamente diversa. Utilizzando speciali tecniche di sintesi, hanno posizionato le particelle di platino con precisione rispetto ad altro materiale attivo presente nel catalizzatore. Smulders afferma che "di solito le nanoparticelle nei catalizzatori sono distribuite in modo casuale sul materiale. Abbiamo scoperto che l'effetto catalitico del platino è altrettanto buono, e molto meno necessario, se viene applicato solo sulla superficie dei cristalli di zeolite, invece che dentro o vicino alla zeolite."

Su scala industriale entro due anni

De Jong afferma che "questo significa che è necessario solo un decimo della quantità di platino senza influire sulle prestazioni del catalizzatore". Il lavoro rappresenta quindi una svolta per l'utilizzo dei metalli preziosi molte volte in modo più efficiente nei catalizzatori, e possibilmente anche in altre applicazioni che sono essenziali per realizzare una società più sostenibile. I ricercatori prevedono che sarà possibile utilizzare la tecnica su scala industriale nei processi esistenti entro uno o due anni. + Esplora ulteriormente

Sviluppo di catalizzatore monoatomico ad alta durabilità mediante umidificatore industriale