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LA CHIMICA DEL "LEGO"
Le università di Trieste, Pennsylvania e Cadice hanno condotto a termine uno studio concludendo che si può rendere la combustione del metano trenta volte più efficiente. Come? Trovando il materiale giusto, un po' come si fa giocando coi mattoncini. "La chimica del Lego", così la chiama Paolo Fornasiero, il chimico dell'università di Trieste e del Cnr che con i colleghi italiani e americani ha portato avanti la ricerca di un catalizzatore, descritto sulla rivista Science, capace di rendere trenta volte più efficiente la combustione catalitica del metano.

Il metano, grazie al forte incremento della produzione di gas naturale, è una delle risorse energetiche più affidabili per la produzione di elettricità, il riscaldamento e trasporto. Anche se inquina meno di altri idrocarburi (il metano ci dava una mano, ricordate?), ha comunque una ricaduta ambientale.

Lo studio delle università di Trieste, della Pennsylvania e di Cadice ha invece messo a punto una tecnica per renderlo più pulito evitando che molecole incombuste del gas si riversino nell'atmosfera o che le temperature altissime delle centrali elettriche producano come "effetti collaterali" sostanze tossiche (ossidi di azoto, di zolfo o monossido di carbonio).

«Il metano è una molecola semplice, e per questo difficile da trasformare. Per rompere i legami tra carbonio e idrogeno servono temperature molto elevate - spiega Fornasiero - Quando il gas brucia nelle caldaie o nei motori delle auto, solo una parte delle molecole subisce in realtà la combustione. Una quota di metano resta inalterata e finisce tra i prodotti di scarto che vengono emessi nell'aria senza aver dato vita a reazioni. Ma il metano di per sé è un gas serra con un effetto 20 volte superiore a quello dell'anidride carbonica».

L'équipe dei ricercatori ha quindi realizzato un catalizzatore - cioè un materiale che facilita la reazione di combustione del metano - in grado di eliminare quasi completamente la quota di gas che resta inalterata per esempio durante il passaggio attraverso il motore di un'auto o nelle caldaie a gas.

Per quanto riguarda le turbine che generano elettricità, sempre il catalizzatore permette di abbassare la temperatura alla quale il metano brucia, evitando la produzione degli ossidi nocivi e del monossido di carbonio.

Il catalizzatore sfrutta la nanotecnologia e "la chimica del Lego" per mettere a punto un materiale abbastanza attivo da favorire la reazione e allo stesso tempo abbastanza stabile da resistere alle condizioni estreme a cui avviene la combustione del metano.

Una speciale unione fra il palladio, dalle ottime proprietà catalitiche, e un materiale poroso come l'ossido di cerio si è rivelata quella giusta.

Sfere di palladio dal diametro infinitesimo di due nanometri sono state racchiuse in gabbie di ossido di cerio da tre nanometri. Questi mattoncini, o meglio "palline", depositate su una superficie di ossido di alluminio, offrono al metano usato per la combustione il massimo della superficie possibile.

Il contatto fra il gas e il catalizzatore facilita la reazione chimica, permettendole di avvenire a temperature relativamente basse (400 gradi anziché 600, nel caso del motore di auto) e impedendo che troppe molecole restino incombuste.

Applicare il procedimento a macchine, caldaie e centrali elettriche avrebbe un certo costo, anche perché il palladio è un metallo nobile, ma si tratta di un materiale affidabile e robusto che una volta installato dura a lungo e che verrebbe applicato a una risorsa energetica di più lunga durata del petrolio.

Si spera quindi che l'economia venga incontro alla scienza e sia, per una volta tanto, lungimirante.
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