Un nuovo catalizzatore ad energia solare che può estrarre gli elementi inquinanti dall’aria è stato sviluppato da un gruppo di ingegneri di vari istituti europei in seno all’iniziativa Graphene Flagship creata dalla Unione Europea nel 2013.
Il nuovo catalizzatore potrebbe in particolare permettere di creare superfici di edifici, strade o altre strutture pubbliche in grado di assorbire una parte degli inquinanti che di solito si trovano nell’aria delle città.
Il nuovo catalizzatore è fatto di vari materiali, tra cui nanoparticelle di grafene e biossido di titanio. Proprio le nanoparticelle di biossido di titanio (conosciuto anche come titania) hanno già ricevuto notevole attenzione in passato nel mondo della ricerca per la loro capacità di ripulire l’aria dall’inquinamento atmosferico.
La titania, infatti, una volta esposta alla luce solare, comincia a degradare gli ossidi di azoto e i composti organici volatili ossidandoli e rendendoli prodotti inerti o innocui.
Il nuovo rivestimento fotocatalitico mostra poi proprietà fotodegradanti ancora più potenti rispetto alla nuda titania. Come spiega Marco Goisis, coordinatore della ricerca di Italcementi, una delle aziende impegnate in questa ricerca, proprio la fotocatalisi rimane uno dei modi più efficaci tra quelli conosciuti per limitare l’inquinamento ambientale in quanto si basa su una reazione attivata semplicemente dalla luce solare.
La nuova superficie di grafene-titania che i ricercatori hanno creato può essere applicata, per esempio, al calcestruzzo utilizzato per costruire gli edifici e le strade. Una volta catturati i prodotti di fotodegradazione diventati innocui, essi potrebbero poi essere lavati via dalla pioggia o dal vento oppure semplicemente ripuliti manualmente.
I ricercatori hanno già sperimentato la nuova superficie ottenendo ottimi risultati. “L’accoppiamento del grafene con la titania ci ha dato ottimi risultati sotto forma di polvere – e potrebbe essere applicato a diversi materiali, di cui il calcestruzzo è un buon esempio per un uso diffuso, aiutandoci aottenere un ambiente più sano. È a bassa manutenzione e rispettoso dell’ambiente, poiché richiede solo l’energia del sole e nessun altro input”, spiega lo stesso Goisis.
Attualmente gli unici ostacoli da superare sono rappresentati dal solito costo del grafene, un materiale purtroppo ancora non economico e non facilmente producibile in serie, e dalle interazioni tra il catalizzatore e il materiale ospite, interazioni ancora non ben approfondite.
Inoltre c’è ancora qualche dubbio riguardo la stabilità di un rivestimento del genere a lungo termine in un ambiente esterno che può essere “martoriato” per lunghi periodi da agenti atmosferici altamente stressanti.
Approfondimenti
- Smog-eating graphene composite reduces atmospheric pollution | Graphene News | Graphene Flagship (IA)
- Photocatalytic activity of exfoliated graphite–TiO2 nanoparticle composites – Nanoscale (RSC Publishing) (IA) (DOI: 10.1039/C9NR06760D)
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