Per ridurre le emissioni di monossido di carbonio basta un atomo di platino. Questa la scoperta di un gruppo di ricercatori dell’Università di California a Santa Barbara e Irvine (Stati Uniti), guidati dal professor Phillip Christopher, in collaborazione con ricercatori del dipartimento di Scienza dei materiali dell’Università di Milano-Bicocca, coordinati da Gianfranco Pacchioni, docente di Chimica e prorettore alla Ricerca dell’Ateneo. La ricerca è riportata nello studio “Structural evolution of atomically dispersed Pt catalysts dictates reactivity” pubblicato sulla rivista Nature Materials.
Le equipe delle Università di California e di Milano-Bicocca, usando tecniche di caratterizzazione microscopica e spettroscopica ad alta risoluzione in combinazione con simulazioni teoriche avanzate, sono riuscite a identificare il comportamento dinamico di singoli atomi di platino depositati su biossido di titanio e il loro ruolo nel promuovere reazioni di rilevanza ambientale come la ossidazione del monossido di carbonio.
Come può un atomo di platino ridure le emissioni di monossido di carbonio?
«Questo lavoro ha mostrato come i cambiamenti di coordinazione degli atomi di platino con la temperatura abbiano una forte influenza sulla reattività chimica e come possano essere utilizzati per controllare le prestazioni del catalizzatore, – spiega Gianfranco Pacchioni. Il risultato? Un catalizzatore basato su singoli atomi di platino, e quindi su una piccola quantità di sostanza, è in grado di ottenere ottime prestazioni. Un riscontro importante, visto che in un grammo di platino ci sono circa ben 10²¹ atomi, un numero enorme».
«Il tema dei "single atom catalysts" ossia di catalizzatori basati su atomi isolati stabilizzati su una superficie, e' in grande crescita e che sino ad ora questi erano stati osservati solo in condizioni "statiche", – spiega il Prof. Pacchioni – mentre questo lavoro mette in luce gli aspetti dinamici. Questi atomi si spostano a seconda delle condizioni di reazione, cambia il loro intorno chimico, e questo risulta in diversa reattività. Le simulazioni quantistiche sono risultate determinanti per poter assegnare le varie osservazioni di microscopie e spettroscopia a specifici modelli strutturali.»