Secondo studi pubblicati sulla rivista Nano Research l’oro potrebbe costituire un mezzo efficace per ridurre l’inquinamento dovuto alla presenza del biossido di carbonio.
Sarebbe quindi una “soluzione d’oro” per ridurre l’inquinamento da anidride carbonica.
Biossido di carbonio e gas serra
Il biossido di carbonio è prodotto dall’impiego dei combustibili fossili in tutte le attività domestiche e industriali oltre che in quelle dei trasporti.
Esso costituisce uno dei principali gas serra che tende a bloccare l’emissione di calore dalla superficie terrestre. La crescente concentrazione di tali gas provoca un effetto di riscaldamento con ripercussioni sul cambiamento climatico.
La riduzione di emissione di gas coinvolge i paesi firmatari del protocollo di Kyoto stipulato l’11 dicembre ma entrato in vigore solo il 16 febbraio 2005. Da allora il mondo scientifico ha indirizzato le proprie ricerche, da un lato per diminuire le emissioni di gas serra e dall’altro per utilizzare questi gas convertendoli in nuove sostanze.
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Il biossido di carbonio è inoltre il principale responsabile dell’acidificazione degli oceani che è uno dei tanti fenomeni che sconvolgono l’ecosistema provocando danni all’uomo e all’ambiente e delle piogge acide.
Decomposizione di biossido di carbonio a monossido di carbonio
La decomposizione di biossido di carbonio in monossido di carbonio e ossigeno può essere una strategia idonea a limitare la concentrazione di CO2
Sia il monossido di carbonio che l’ossigeno non sono gas serra e possono essere utilizzati come elementi costitutivi per la produzione di carburanti sintetici, come metanolo, gasolio a basso tenore di zolfo, butano, propano e carburante per aerei e persino materiali da costruzione.
Tuttavia, l’attuale processo di scissione della CO2 richiede alte temperature (700° C o più) per innescare una serie di reazioni chimiche che ne causano la decomposizione. Questo processo è ad alta intensità energetica e può essere realizzato bruciando combustibili che emettono gas serra.
I metodi elettrochimici si sono rivelati scarsamente efficienti e poco selettivi. Era noto che l’oro è molto attivo nel convertire la CO2 in CO rispetto ad altri catalizzatori. Tuttavia, l’energia di legame di CO2 e CO contrasta con la necessità di adsorbimento di CO2 e desorbimento di CO
Cucurbiturili
I chimici hanno rivolto la loro attenzione ai cucurbiturili, macrocicli costituiti dalla ripetizione di unità monomeriche di glicolurile. Gli atomi di ossigeno si rivolgono verso l’interno della struttura macrociclica, formando una cavità parzialmente chiusa.
La loro struttura unica e le particolari proprietà rendono i cucurbitili sostanze di particolare interesse.
Essi infatti non fungono solo come recettori sintetici, ma anche come elementi costitutivi per la costruzione di architetture supramolecolari.
Le caratteristiche strutturali che definiscono la famiglia dei CB sono la loro struttura altamente simmetrica, con bordi contenenti gruppi carbonilici caricati negativamente e una cavità idrofobica.
L’elevata densità elettronica in corrispondenza degli ossigeni carbonilici spiega la loro funzionalità di recettore cationico
La scoperta
I ricercatori del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of Chinese Academy of Sciences hanno sviluppato un materiale ibrido a base di oro modificando le nanoparticelle d’oro con un composto macrociclico chiamato cucurbit[6]uril che consente la riduzione dell’anidride carbonica più efficiente di quanto fosse possibile in precedenza.
I risultati hanno mostrato che il CB[6] può inglobare CO2 e promuovere il desorbimento di CO. L’utilizzo del macrociclo cucurbit[6]uril per modificare la superficie dei catalizzatori costituisce quindi un percorso promettente per migliorare le prestazioni elettrocatalitiche