Riducono l’inquinamento e producono energia rinnovabile: i nanoreattori del Cnr-Iom

Grazie a un processo di chimica di confinamento, un team dell'Istituto officina dei materiali del Cnr ha sviluppato un sistema per produrre materiali innovativi utilizzabili diversi ambiti.

I nanoreattori stabilizzati dagli studiosi del Cnr potranno essere utilizzati per produrre e stoccare energia rinnovabile o per abbattere le emissioni inquinanti delle auto

(Rinnovabili.it) – La chimica di confinamento apre nuove prospettive nella lotta all’inquinamento così come nella produzione e stoccaggio di energie rinnovabili: una recente ricerca dell’Istituto officina dei materiali del Cnr (Cnr-Iom) ha sviluppato un nuovo sistema modello per stabilizzare nanoreattori capaci di produrre materiali innovativi utilizzabili in svariati ambiti, dalla chimica verde ai processi industriali.

In fisica, il confinamento è il processo attraverso cui nuclei leggeri vengono posti a distanze abbastanza piccole e per un intervallo di tempo sufficiente affinché entrino in gioco le forze nucleari. Con la chimica di confinamento si studia la possibilità di accelerare alcune reazioni tra elementi imprigionati tra due strati: un substrato metallico e una cosiddetta “coperta”.

I ricercatori del Cnr-Iom, in collaborazione con Elettra Sincrotrone Trieste, si sono occupati di indagare quello che accade imprigionando delle molecole di ossido di carbonio (CO) tra un substrato di platino e una coperta monostrato di atomi di boro, azoto e carbonio. La ricerca è stata interamente svolta a Trieste utilizzando la linea di luce di sincrotrone ‘Bach’ del Cnr con esperimenti di fotoemissione e assorbimento di raggi x: “La novità dello studio condotto dal gruppo della linea di luce di sincrotrone ‘Bach’ del Cnr-Iom sta nella scelta dei materiali bidimensionali (ovvero dello spessore di un solo atomo) per la progettazione della coperta – spiega in una nota Federica Bondino. coordinatrice del team di ricerca presso il Cnr-Iom – Si è dimostrato che grazie alla presenza della coperta è possibile avere sulla superficie del platino a temperatura ambiente un numero di molecole di CO molto più alto di quello che si riesce ad avere senza coperta”.

“La coperta funge da barriera e impedisce alle molecole imprigionate di scappare– continua Bondino – Inoltre abbiamo visto che utilizzando come coperta del platino un materiale ibrido formato da atomi diversi (azoto, boro e carbonio) e scaldando questo sistema dopo aver imprigionato il CO, si originano nuove reazioni chimiche tra il CO e la coperta, grazie alle proprietà catalitiche del platino. Abbiamo, quindi, dimostrato che è possibile creare dei nanoreattori su misura, combinando le proprietà catalizzatrici del substrato con una coperta che ha varie funzioni: catalisi, protezione e barriera”.

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I nanoreattori creati dal team del Cnr-Iom potranno essere utilizzati in svariati ambiti: dalla trasformazione dei gas di scarico delle auto in prodotti meno inquinanti (sfruttando la proprietà del platino e dell’ossido di carbonio di rompere legami atomici e formarne di nuovi), alla progettazione di celle a combustibile nell’industria automobilistica che rendano più efficiente la produzione energetica, fino alla possibilità di utilizzarli per trasformare o immagazzinare energie rinnovabili nelle batterie.

“In generale si potranno ottimizzare molti processi chimici industriali, ad esempio per produrre gas idrogeno o idrocarburi da utilizzare come combustibili”, spiega Igor Píš, ricercatore di Cnr-Iom e Elettra.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Chemical Science.

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