I ricercatori non sono riusciti a comprenderne ancora il funzionamento, ma il grafene drogato con l'azoto è uno dei migliori catalizzatori per trasformare la CO2 in etanolo
(Rinnovabili.it) – Il grafene è un materiale dalle mille qualità. Dalla sua scoperta (anno 2004) ad oggi, le sue applicazioni sono cresciute in maniera esponenziale, dallo stoccaggio dell’idrogeno alla realizzazione dei supercondensatori, dai circuiti integrati alla desalinizzazione. L’ultimo campo dove potrebbe apportare notevoli miglioramenti è quello della produzioni di combustibili dalla CO2.
Un gruppo della Rice University ha utilizzato punti quantici in grafene, drogati con l’azoto (NGQDs) come catalizzatori nelle reazioni elettrochimiche che creano etilene e etanolo a partire dal diossido di carbonio. Il materiale è costituito da fogli di grafene spesse un singolo atomo e divisi in punti larghi solo pochi nanometri. Composto è interamente in carbonio, e dunque senza l’aggiunta di azoto non sarebbe in grado di accelerare la conversione della CO2. Il drogaggio permette alla molecola di innescare la reazione chimica in risposta ad una corrente elettrica.
“Il carbonio non è in genere un catalizzatore”, spiega Pulickel Ajayan, primo autore dello studio. “Una delle nostre domande è stata perché questo doping risultasse così efficace. Quando l’azoto viene inserito nel reticolo di carbonio, ci sono più posizioni che può assumere. Ciascuna di queste, a seconda di dove si trovi l’azoto, dovrebbero avere attività catalitica diverse. Quindi è un vero puzzle”.
Nonostante il “come” rimanga un mistero, il materiale funziona ed è in grado di farlo con la stessa efficienza e stabilità del rame: riduce la quantità di anidride carbonica libera fino al 90 per cento, e converte il 45 per cento di quella catturata in piccole quantità di etilene e di etanolo. “E’ sorprendente perché le persone hanno provato tutti i diversi tipi di catalizzatori”, aggiunge Ajayan. “E ci sono solo poche scelte reali come il rame. Sono convinto che quello che abbiamo trovato è di fondamentale interesse, perché offre un percorso efficace per lo screening di nuovi tipi di catalizzatori nella conversione dell’anidride carbonica in prodotti di valore più elevato”. La ricerca è stata pubblicata in questi giorni sulla rivista scientifica Nature Communications.
