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I difetti dei catalizzatori

I difetti dei catalizzatori

I catalizzatori sono come le persone: sono i difetti a renderli interessanti. I requisiti sempre più rigorosi sulle emissioni delle automobili del futuro renderanno presto obsoleti gli attuali sistemi di catalizzazione. I nanocristalli di ceria, CeO2, vengono ampiamente utilizzati come elementi catalizzatori nelle automobili per effettuare l'approvvigionamento d'ossigeno necessario alla reazione catalitica, ma fino a poco tempo fa non c'era stata fornita una spiegazione esauriente sul suo funzionamento nè su come migliorare le sue prestazioni.

Recenti esperimenti sulla diffrazione dei neutroni condotti presso l'Intense Pulsed Neutron Source all'Argonne National Laboratory, hanno rivelato un'alta densità  di difetti della struttura cristallina del ceria legate direttamente al funzionamento del supporto catalitico. In particolare il gruppo di ricerca, guidato dai professori Takeshi Egami e John Vohs dell'Università  della Pennsylvania, ha scoperto che i difetti atomici (ioni d'ossigeno che si spostano dalle posizioni corrette) giocano un ruolo di primo piano nell'accumulo e nel rilascio d'ossigeno nel ceria, e il segreto della durevolezza del sistema sta proprio nel mantenimento e nella rigenerazione di questi difetti. Essi inoltre hanno spiegato perchè l'aggiunta della zirconia, ZrO2, porti ad un sistema di catalizzazione più duraturo. La diffrazione dei neutroni mostra che la zirconia è in grado sia di stabilizzare che di facilitare la rigenerazione dei difetti.

Questa fondamentale scoperta potrebbe portare allo sviluppo di sistemi catalitici più efficaci e duraturi di quelli attuali. Il progetto è sostenuto programma dell'Office of Basic Energy Sciences/Chemical Sciences.

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