Risultati pubblicati in Nanotecnologia della natura oggi offrono un’innovazione tanto necessaria che si allontana dai vecchi catalizzatori ad alta intensità energetica realizzati con materiali solidi.

La ricerca è guidata dal professor Kourosh Kalantar-Zadeh, preside della Scuola di ingegneria chimica e biomolecolare dell'Università di Sydney, e dal dottor Junma Tang, che lavora congiuntamente all'Università di Sydney e all'UNSW.

Un catalizzatore è una sostanza che fa sì che le reazioni chimiche avvengano più velocemente e più facilmente senza partecipare alla reazione.

I catalizzatori solidi, tipicamente metalli solidi o composti solidi di metalli, sono comunemente utilizzati nell'industria chimica per produrre plastica, fertilizzanti, carburanti e materie prime.

Tuttavia, la produzione chimica mediante processi solidi è ad alta intensità energetica e richiede temperature fino a mille gradi centigradi.

Il nuovo processo utilizza invece metalli liquidi, in questo caso sciogliendo stagno e nichel che conferisce loro una mobilità unica, consentendo loro di migrare sulla superficie dei metalli liquidi e reagire con molecole in ingresso come l’olio di canola.

Ciò si traduce nella rotazione, frammentazione e riassemblaggio delle molecole di olio di canola in catene organiche più piccole, incluso il propilene, un combustibile ad alta energia cruciale per molte industrie.

"Il nostro metodo offre all’industria chimica una possibilità senza precedenti per ridurre il consumo di energia e rendere più ecologiche le reazioni chimiche,"disse il professor Kalantar-Zadeh.

"Si prevede che il settore chimico rappresenterà oltre il 20% delle emissioni entro il 2050,"disse il professor Kalantar-Zadeh.

"Ma la produzione chimica è molto meno visibile rispetto ad altri settori: un cambiamento di paradigma è vitale."

Come funziona il processo

Gli atomi nei metalli liquidi sono disposti in modo più casuale e hanno maggiore libertà di movimento rispetto ai solidi.

Ciò consente loro di entrare facilmente in contatto e partecipare alle reazioni chimiche.

"In teoria, possono catalizzare sostanze chimiche a temperature molto più basse, il che significa che richiedono molta meno energia."Ha detto il professor Kalantar-Zadeh.

Nella loro ricerca, gli autori hanno sciolto nichel e stagno ad alto punto di fusione in un metallo liquido a base di gallio con un punto di fusione di soli 30 gradi centigradi.