Una resa energetica più alta nella produzione di propilene tramite un nuovo approccio di catalisi chimica: è l’obiettivo che un team di ricercatori dichiara di aver raggiunto in un nuovo studio apparso su Science.[1] Il propilene è una delle plastiche più utilizzate e prodotte nel mondo; si calcola che il valore della sua produzione superi i 100 miliardi di dollari annui. Viene utilizzato per una varietà di oggetti e di scopi, dalle parti delle automobili fino ai più banali di prodotti di consumo.
Produrlo però non è esente dal consumo di energia. Per produrre propilene, infatti, ci vogliono temperature molto alte, intorno agli 800 °C, come rileva il comunicato apparso sul sito della Northwestern University.[1]
I ricercatori hanno modificato una tecnica esistente per produrre propilene, denominata deidrogenazione ossidativa. Il metodo viene spiegato da Justin Notestein, un professore di ingegneria chimica e biologia della McCormick School of Engineering: “Invece di cercare il catalizzatore giusto, abbiamo decostruito la reazione di deidrogenazione ossidativa in due componenti – deidrogenazione e combustione selettiva dell’idrogeno – e quindi abbiamo progettato un materiale tandem che esegue entrambe le reazioni, in un ordine particolare. Ciò ha prodotto le rese più elevate di propilene mai segnalate”.[2]
Il segreto sono due catalizzatori di grandezza nanometrica, uno fatto con platino che rimuove in maniera selettiva l’idrogeno dal propano, e un altro fatto con ossido di indio, che brucia, sempre in maniera selettiva, l’idrogeno e non il propano. “Questa nanostruttura è in grado di separare e sequenziare le reazioni, anche se entrambi i catalizzatori possono fare entrambe le reazioni. Questa organizzazione è comune in biologia, ma è molto rara con materiali di fabbricazione umana”, spiega ancora Notestein.[1]
Il risultato? Una resa del 30% attraverso un singolo passaggio con il reattore ad una temperatura di 450 °C. Secondo quanto spiega lo stesso scienziato nissuno ha mai dimostrato di poter fare di meglio con questi limiti termodinamici.
Note e approfondimenti
- Making Plastics Production More Energy Efficient | News | Northwestern Engineering (IA)
- Tandem In2O3-Pt/Al2O3 catalyst for coupling of propane dehydrogenation to selective H2 combustion | Science (IA) (DOI: 10.1126/science.abd4441)
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