Catalizzatori a base di ossido di cerio per combustibile a idrogeno pulito
Poiché l’economia ecologica basata sull’idrogeno guadagna popolarità, l’attenzione sull’idrogeno come fonte di combustibile sostitutiva agli idrocarburi combustibili è in aumento. L’idrogeno può essere derivato mediante l’ausilio della reazione di spostamento del gas d’acqua (water-gas shift, WGS) insieme alla riforma di metano e altri idrocarburi, e può essere sfruttato per promuovere l’utilizzo di celle a combustibile. L’aggiunta di metalli può migliorare l’attività catalitica dell’ossido di cerio. Gli scienziati hanno avviato il progetto NANOWGS (Water-gas shift reaction on metal-oxide nanocatalysts for hydrogen production), finanziato dall’UE, allo scopo di studiare ulteriormente il rapporto metallo-ossido di cerio in grado di portare a una migliore progettazione in relazione al catalizzatore. I membri del team hanno sviluppato potenti modelli computazionali e matematici con lo scopo di svelare importanti informazioni circa i cambiamenti nella struttura elettronica e nelle proprietà magnetiche, vibrazionali e chimiche delle superfici di nichel-ossido di cerio. Il lavoro del progetto ha portato all’ottenimento di una migliore comprensione dell’interazione a livello atomico tra le molecole d’acqua isolate e i catalizzatori in nichel-ossido di cerio. Oltre a questo, è stata promossa un’importante conoscenza circa l’assorbimento di monossido di carbonio e carbonio sulla superficie del catalizzatore. Inoltre, gli scienziati hanno rivelato il meccanismo sottostante alla dissociazione dell’idrogeno molecolare, e la diffusione e il raggruppamento delle risultanti particelle atomiche sulla superficie dell’ossido di cerio. La rapida dissociazione dell’acqua sulla superficie nichel-ossido di cerio ha dimostrato di avere un potente effetto sull’attività e la stabilità di questo catalizzatore nella reazione WGS. Per la prima volta, gli scienziati hanno capito che l’ossido di cerio può fungere da catalizzatore per la produzione di olefine, e potenzialmente per l’idrogenazione di substrati insaturi contenenti legami tripli. Soprattutto, la squadra ha scoperto che la combinazione nichel-ossido di cerio può agire come catalizzatore efficace per la produzione di gas di sintesi, partendo dalla reazione del biossido di carbonio con il metano. L’ossido di cerio rappresenta una componente critica della catalisi e può portare all’ottenimento di combustibile a idrogeno pulito per i trasporti e l’industria.
Parole chiave
Ossido di cerio, catalizzatori, idrogeno pulito, trasporto, reazione di spostamento del gas d’acqua, NANOWGS, nichel-ossido di cerio
