Evitare che il ferro arrugginisca: chiave per l'ecologia

Evitare che il ferro arrugginisca: chiave per l’ecologia

         
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I ricercatori hanno determinato come evitare che il ferro si arrugginisca in importanti reazioni chimiche necessarie per convertire i materiali vegetali in combustibili. Questo significa che l’elemento economico e prontamente disponibile potrebbe essere utilizzato per una conversione dei biocarburanti economica. Gli autori sono Yong Wang, Voiland Distinguished Professor presso la Gene e Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering, e Shuai Wang del State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces presso l’Università di Xiamen. I ricercatori riferiscono del loro lavoro sulla copertina del numero di luglio di ACS Catalysis.

I ricercatori hanno tentato di trovare modi più efficienti per creare combustibili e sostanze chimiche da risorse vegetali rinnovabili. Degli esempi di queste ultime sono le alghe, i rifiuti delle colture o i residui forestali. Ma questi biocarburanti tendono ad essere più costosi con una minore densità di energia rispetto ai combustibili fossili. Un grande ostacolo nell’utilizzo di materie prime vegetali per il carburante è che l’ossigeno deve essere rimosso da esse prima che possano essere utilizzate.

Vuoi utilizzare il catalizzatore più economico per rimuovere l’ossigeno“, ha detto Jean-Sabin McEwen, coautore del documento e professore associato presso la Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering. “Il ferro è una buona scelta perché è super abbondante“. I catalizzatori a base di ferro mostrano una grande potenzialità per  di rimuovere l’ossigeno. Il problema consiste nel fatto che i materiali vegetali contengono ossigeno, e perciò il ferro si ossida o si arrugginisce durante la reazione. A seguito di ciò, la reazione smette di funzionare. Il trucco sta nel far sì che il ferro rimuova l’ossigeno dalle piante senza assorbire così tanto ossigeno da interrompere la reazione.

Evitare che il ferro arrugginisca: come fare?

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno ancorato il loro catalizzatore di ferro a una struttura di carbonio modificata per incorporare l’azoto. La struttura modifica le proprietà del ferro, in modo che interagisca meno con l’ossigeno mentre continua a svolgere il lavoro richiesto di rimozione dell’ossigeno dal materiale vegetale. I ricercatori hanno utilizzato l’azoto come una sorta di quadrante di controllo per regolare l’interazione del ferro con l’ossigeno.

In un altro documento pubblicato di recente su Chemical Science, i ricercatori hanno scoperto un catalizzatore durevole a base di ferro con un sottile strato di grafene di carbonio attorno ad esso. Lo strato di grafene proteggeva il ferro mentre gli ioni di cesio hanno permesso ai ricercatori di adattare le sue proprietà elettroniche per la reazione desiderata. “Abbiamo ridotto la reazione dell’ossigeno“, ha detto uno degli autori. “Proteggendo il ferro e regolando le sue proprietà, questi lavori forniscono la base scientifica per utilizzare il ferro abbondante ed economico come catalizzatore per la conversione della biomassa“. I ricercatori stanno ora lavorando per comprendere meglio la chimica delle reazioni, in modo da poter aumentare ulteriormente la reattività dei catalizzatori di ferro. Dunque, evitare che il ferro arrugginisca sembra essere la via migliore da intraprendere.

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Fonte immagine copertina: Pixabay

Autore dell'articolo: Francesco Menna

Mi chiamo Francesco, classe 96. Laureato in Ingegneria Meccanica e studente alla magistrale di Ingegneria Meccanica per l'Energia e l'Ambiente alla Federico II di Napoli. Passione sfrenata per tutto ciò che ha un motore e va veloce. Per info e collaborazioni inviare una mail a framenna96@gmail.com