Come controllare l’inquinamento automobilistico a livello quantico

I laboratori della Toyota, in Giappone, hanno revisionato una ricerca che potrebbe aprire la strada verso una nuova generazione di convertitori catalitici automobilistici. I convertitori catalitici che trasformano i fumi tossici degli scarichi delle auto in inquinanti meno tossici hanno raggiunto il mercato solo negli anni ’70: essi sono formati da un catalizzatore (spesso nella forma di un metallo prezioso come platino, palladio o rodio), un materiale di supporto ed una copertura concepita per disperdere i materiali catalitici in un’ampia area superficiale. I laboratori della Toyota sono coinvolti in una ricerca per sviluppare catalizzatori che sono controllati a livello quantico. Con questo livello di controllo è possibile attendersi un’estrema riduzione nell’impiego di metalli preziosi sia nei catalizzatori che nelle celle di alimentazione. La ricerca indica che l’attività catalitica è fortemente influenzata dalla struttura elettronica dei cluster, dalla loro geometria su un materiale di supporto e dall’interazione fra il cluster ed il materiale. L’attività catalitica dei cluster può dunque essere incrementata controllando le dimensioni dei cluster e la loro interazione con il materiale di supporto. Ciò è importante, in quanto aumentando l’attività catalitica di alcuni cluster si potrebbe ridurre l’uso di metalli preziosi come catalizzatori. Pochi studi hanno tentato di comprendere il modo in cui le proprietà catalitiche dei cluster dalle dimensioni controllate venissero influenzate a livello quantico, e benchè siano stati suggeriti alcuni meccanismi, il campo è ancora in fase di esplorazione. Comunque, applicando le simulazioni computerizzate che vanno sotto il nome di chimica computazionale, sarebbe possibile aprire la strada verso lo sviluppo di catalizzatiri controllati quantisticamente formati da cluster precisi a livello atomico. (Science and Technology of Advanced Materials, 2014; 15: 063501)