Nuovo catalizzatore per una combustione efficiente e poco inquinante del gas metano

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BMW 2008 motore 6 cilindri diesel basamento alluminio lato turbo catalizzatore 1
BMW 2008 motore 6 cilindri diesel basamento alluminio lato turbo catalizzatore 1La scoperta da parte dei ricercatori delle università di Trieste grazie all’impiego di materiali nanostrutturati

Nuovo passo in avanti sulla combustione efficiente e pulita delle fonti fossili, in particolare del metano è stato compiuto dai ricercatori dell’Università di Trieste. Il processo, che si avvale di apparecchiature in grado di effettuare una combustione catalitica del metano, è stato messo a punto da un gruppo di ricercatori dell’Ateneo triestino, coordinato da Paolo Fornasiero, e composto da Matteo Cargnello e Tiziano Montini, in collaborazione con i gruppi di ricerca del coordinato da Raymond J. Gorte dell’Università della Pennsylvania (Filadelfia – USA) e da José J. Calvino dell’Università di Cadice (Spagna).

Fornasiero, professore associato di chimica generale e inorganica dell’Università di Trieste e associato all’Istituto ICCOM- CNR di Firenze, spiega come funziona il procedimento: “il catalizzatore consente un uso più pulito ed efficiente delle risorse energetiche perché è estremamente reattivo nei confronti della combustione del metano a bassa temperatura, riducendo così l’emissione di gas insalubri, quali ossidi di azoto, che vengono prodotti a temperature più elevate per reazione dell’ossigeno con l’azoto dell’aria. L’utilizzo di un catalizzatore consente quindi un risparmio energetico, un miglioramento della sicurezza del processo industriale e una riduzione dell’impatto ambientale”.

Il catalizzatore è realizzato tramite un nuovo approccio d’ ingegnerizzazione del cuore metallico di palladio all’interno di un guscio poroso, aumentando l’attività catalitica del metallo e stabilizzandolo. “attraverso un’architettura molecolare adeguata – continua Fornasiero – ottenuta con un approccio modulare simile alle costruzioni a mattoncini colorati del famoso ‘Lego’. Anziché disporre il metallo sopra l’ossido, come convenzionalmente si fa, abbiamo pensato di costruire prima le particelle di metallo e poi circondarle da uno strato poroso protettivo di ossido di cerio. Si ottengono così delle strutture a sfera con un cuore metallico, combinando assieme diverse tecniche nanostrutturali”. In questo modo, “s’impiegano tecniche di sintesi comuni nel campo della chimica e della scienza dei materiali, ma che non erano mai state utilizzate in precedenza in questo settore” dice Matteo Cargnello, primo co-autore della ricerca, dottore di ricerca in nanotecnologie dell’Università di Trieste e attualmente alla University of Pennsylvania: “abbiamo ottenuto un materiale che, a parità di metallo inserito, è 30 volte più attivo dei migliori catalizzatori attualmente esistenti. Il metano brucia così completamente a 400 °C, temperatura ben più bassa rispetto ai processi oggi utilizzati”. La particolare nanostruttura del materiale sviluppato consente di massimizzare le interazioni utili tra i costituenti e di ridurre il contenuto di palladio e cerio, con conseguente significativo beneficio economico nel costo di produzione dei catalizzatori.

“Ridurre l’impatto ambientale e favorire la conversione energetica a costi accessibili è davvero possibile – dice Fornasiero – e le applicazioni future possono essere notevoli: dalle caldaie a metano alle stufe catalitiche, alle turbine a gas per generare corrente con un significativo miglioramento delle prestazioni e riduzione dell’inquinamento prodotto. Ci sono già dei contatti con alcune aziende per il trasferimento tecnologico dei catalizzatori e per un loro ampio uso commerciale in nuove applicazioni; a breve verrà firmato un contratto con un’azienda italiana che produce bruciatori per caldaie a metano”.