Cosa sia un combustibile fossile è abbastanza chiaro a tutti, o quanto meno a tutti quelli il cui il fegato si ingrossa quando devono pagare la benzina o il diesel a prezzi esagerati. Tuttavia, quando si parla di combustibili solari, l’esperienza diretta non ci viene in aiuto per capire cosa sono.
E sono proprio i combustibili solari di nuova generazione che potrebbero vedere la luce grazie ad un nuovo catalizzatore di rame. Infatti, i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Stati Uniti) hanno realizzato filmati in tempo reale di nanoparticelle di rame mentre si evolvono per convertire l’anidride carbonica e l’acqua in combustibili e prodotti chimici rinnovabili (combustibili solari).
Riprese in tempo reale delle nanoparticelle di rame
Che il rame abbia la capacità di trasformare l’anidride carbonica in sostanze chimiche e combustibili non è una cosa nuova visto che lo sappiamo dagli anni ’70. Tuttavia, i meccanismi che permettono al metallo rosso di funzionare come elettrocatalizzatore non sono chiari, nonostante molti scienziati abbiano cercato di comprenderli.
Il lavoro dei ricercatori dei Lawrence Berkeley National Laboratory è un passo in avanti in questo settore grazie a nuove informazioni catturate dalle riprese in tempo reale delle nanoparticelle di rame (particelle di rame progettate su scala di un miliardesimo di metro) mentre convertono CO2 e acqua in combustibili rinnovabili e prodotti chimici: etilene, etanolo e propanolo, tra gli altri.
Il lavoro è stato reso possibile combinando una nuova tecnica di imaging chiamata STEM elettrochimico a cella liquida e operando in 4D (microscopia elettronica a trasmissione a scansione) con una sonda a raggi X morbida per studiare lo stesso ambiente del campione: nanoparticelle di rame in un liquido.
Un passo in avanti verso la produzione di combustibili solari dalla luce solare, dall’acqua e dalla CO2
Al centro di questa nuova tecnica c’è un porta-campioni elettrochimico a cella liquida con una notevole versatilità. Mille volte più sottile di un capello umano, il dispositivo è compatibile sia con gli strumenti STEM che con quelli a raggi X. Il design ultrasottile della cella liquida elettrochimica consente l’imaging affidabile di campioni delicati, proteggendoli al tempo stesso dai danni del fascio di elettroni.
Dopo decenni di lavoro i ricercatori americani sono finalmente in grado di dimostrare come gli elettrocatalizzatori in rame eccellono nella riduzione di CO2. Un grande passo in avanti verso la produzione di combustibili solari dalla luce solare, dall’acqua e dalla CO2.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
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