Trasformare l'anidride carbonica in prodotti chimici utili grazie all'elettricità rappresenta una delle strategie più promettenti per ridurre le emissioni di gas serra e favorire un'economia circolare del carbonio. Tra i materiali studiati come elettrocatalizzatori, il rame occupa un ruolo unico perché è il solo metallo in grado di favorire la formazione di prodotti contenenti due o più atomi di carbonio (C2+), come etilene ed etanolo, molecole di grande interesse per l'industria chimica.
Il recente articolo “Effects of CuO-derived catalysts morphology on carbon dioxide electrochemical reduction in a flow cell” (doi: 10.1016/j.mtcata.2026.100147) pubblicato sulla rivista Materials Today Catalysis (Impact Factor 10.1, 2025 Journal Impact Factor, Journal Citation Reports (Clarivate Analytics, 2026)) dimostra come non sia solo la composizione chimica del catalizzatore a determinarne le prestazioni, ma anche la forma delle particelle che lo costituiscono.
Nello studio sono stati sintetizzati tre catalizzatori a base di ossido di rame (CuO) caratterizzati da differenti morfologie (lamellare, sferoidale e tabulare-prismatica). I risultati hanno evidenziato come il catalizzatore costituito da particelle lamellari sia nettamente più efficiente nella produzione di composti C2 rispetto agli altri materiali, raggiungendo una selettività complessiva di circa il 50% verso prodotti C₂, con una produzione di etilene superiore al 40% anche a elevate densità di corrente. Un ulteriore aspetto emerso dalla ricerca riguarda la stabilità dei catalizzatori. Il materiale a morfologia lamellare mantiene infatti la propria struttura anche dopo diverse ore di funzionamento, conservando elevate prestazioni catalitiche, mentre i catalizzatori a morfologia sferoidale o tabulare-prismatica tendono durante il processo elettrochimico, perdendo progressivamente efficienza.
I risultati dimostrano come la progettazione della morfologia del catalizzatore rappresenta uno strumento fondamentale per migliorare la conversione elettrochimica della CO2 in molecole a due atomi di carbonio, aprendo nuove prospettive per lo sviluppo di tecnologie sostenibili per la valorizzazione dell'anidride carbonica.
Lo studio è frutto della collaborazione tra il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università di Milano-Bicocca, l’Università degli studi di Torino, e l’Università degli studi di Milano. In particolare, il gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Roberto Nisticò, composto da Falak Shafiq, Davide Melotto e Dr. Tatiana Rodríguez-Flores, ha curato la sintesi e la caratterizzazione dei catalizzatori a base di ossido di rame a diversa morfologia, contribuendo a dimostrare il ruolo determinante della progettazione strutturale nello sviluppo di nuovi materiali per la conversione elettrochimica della CO2.