Il Dry Reforming è un processo chimico che permette di convertire metano e anidride carbonica – due tra i principali gas serra – in un gas di sintesi, che può essere impiegato sia nella produzione di idrogeno per energia pulita, sia in molti settori dell’industria chimica ed energetica.
Utilizzando nanoparticelle metalliche supportate come catalizzatori, il processo di Dry Reforming consente di ottenere conversioni elevate, accelerando le reazioni chimiche necessarie.
Tuttavia, uno degli ostacoli principali a una larga applicazione di questo processo è l’accumulo di carbonio sulla superficie dei catalizzatori, un fenomeno che ne riduce l’efficienza.
Quando il metano e l’anidride carbonica raggiungono la superficie delle nanoparticelle, si instaura il ciclo catalitico della reazione di Dry Reforming. Tuttavia, in parallelo alla via principale che porta alla formazione dei prodotti, le specie adsorbite sulla superficie possono dare origine alla formazione superficiale di strutture carboniose solide, che ricoprendo i siti attivi del catalizzatore causano una diminuzione delle performance catalitiche. © Angewandte Chemie
Uno studio condotto dal Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano offre una nuova chiave di lettura per migliorare l’efficienza dei processi coinvolti e apre nuove prospettive per la valorizzazione dei gas serra, nell’ambito della transizione energetica e della lotta al cambiamento climatico.
La copertina Angewandte Chemie.
Pubblicata in copertina sulla rivista scientifica Angewandte Chemie, la ricerca “Surface Carbon Formation and its Impact on Methane Dry Reforming Kinetics on Rhodium-based Catalysts by Operando Raman Spectroscopy” è stata condotta da un team guidato dal prof. Matteo Maestri, del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano.
L’immagine, pubblicata in copertina sulla rivista scientifica Angewandte Chemie, rappresenta una mongolfiera che sorvola un paesaggio montuoso caratterizzato da un terreno scuro, metafora della formazione di carbonio. La forza motrice della mongolfiera è data dalle molecole di CO2, presenti in numero maggiore rispetto alle molecole di metano nel cesto. Senza la spinta data dalla CO2 il metano tenderebbe a scendere verso il suolo, e quindi verso la formazione indesiderata di carbonio. © Angewandte Chemie
«Il nostro lavoro ha permesso di osservare come un catalizzatore si trasforma durante la reazione stessa. Queste conoscenze ci aiuteranno a migliorare l’efficienza dei catalizzatori, con ricadute potenzialmente importanti sulla riduzione delle emissioni di gas serra e sulla sostenibilità energetica a lungo termine» spiega il prof. Matteo Maestri.
La possibilità di prevenire o mitigare l’accumulo di carbonio sui catalizzatori apre la strada a tecnologie più durature ed efficienti basate su questa reazione, offrendo nuove soluzioni per la valorizzazione del biogas della CO2.
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