I scientisti anu da longu sapè chì u platinu hè di granu u megliu catalizzatore per splitting molécules d'acqua per pruduce l'idrogenu gasu. Un novu studiu da i circadori di l'Università Brown mostra perchè u platinu funziona cusì bè - è ùn hè micca u mutivu chì hè stata presunta.

A ricerca, publicata in ACS Catalysis, aiuta à risolve una quistione di ricerca quasi seculu, dicenu l'autori. È puderia aiutà à cuncepisce novi catalizzatori per a produzzione di l'idrogenu chì sò più economici è più abbundanti cà u platinu. Chì puderia aiutà in fine à riduce l'emissioni da i combustibili fossili.

"Se pudemu capisce cumu fà l'idrogenu in modu economicu è efficiente, apre a porta à parechje soluzioni pragmatiche per i carburanti è i chimichi senza fossili", hà dettu Andrew Peterson, prufissore assuciatu in a Brown's School of Engineering è l'autore senior di u studiu. . "L'idrogenu pò esse usatu in e celle di carburante, cumminatu cù l'excedente di CO2 per fà carburante o cumminatu cù nitrogenu per fà fertilizante ammoniacu. Ci hè assai chì pudemu fà cù l'idrogenu, ma per fà chì l'acqua sparghje una fonte d'idrogenu scalabile, avemu bisognu di un catalizzatore più prezzu ".

U disignu di novi catalizzatori principia da capisce ciò chì face u platinu cusì speciale per questa reazione, dice Peterson, è hè ciò chì sta nova ricerca hà destinatu à capisce.

U successu di Platinum hè statu longu attribuitu à a so energia di ubligatoriu "Goldilocks". I catalizzatori ideali si mantenenu à e molécule chì reagiscenu nè troppu largu nè troppu strettu, ma in qualchì locu à mezu. Attaccà e molécule troppu vagamente è hè difficiule di inizià una reazione. Legate troppu strettu è e molécule si attaccanu à a superficia di u catalizzatore, rendendu una reazione difficiuli di compie. L'energia di u ligame di l'idrogenu nantu à u platinu hè solu per equilibrà perfettamente e duie parti di a reazione di scissione di l'acqua - è cusì a maiò parte di i scientisti anu cridutu chì hè quellu attributu chì face u platinu cusì bonu.

Ma ci era ragiuni per dumandà se quella stampa era curretta, dice Peterson. Per esempiu, un materiale chjamatu disulfuru di molibdenu (MoS2) hà una energia di ubligatoriu simili à u platinu, ma hè un catalizatore assai peghju per a reazione di splitting d'acqua. Chì suggerisce chì l'energia di ligame ùn pò micca esse a storia completa, dice Peterson.

Per sapè ciò chì passava, ellu è i so culleghi anu studiatu a reazzione di splitting di l'acqua nantu à i catalizzatori di platinu utilizendu un metudu speciale chì anu sviluppatu per simulà u cumpurtamentu di l'atomi individuali è l'elettroni in reazzione elettrochimica.

L'analisi hà dimustratu chì l'atomi di l'idrogenu chì sò ligati à a superficia di platinu à l'energia di ubligatoriu "Goldilocks" ùn participanu micca veramente à a reazione quandu a velocità di reazione hè alta. Invece, si nidificanu in a strata cristallina di a superficia di u platinu, induve fermanu inerte. L'atomi di l'idrogenu chì participanu à a reazione sò assai più debbuli chì l'energia supposta "Goldilocks". È piuttostu cà nidificatu in u lattice, si ponenu nantu à l'atomi di platinu, induve sò liberi di scuntrà cù l'altri per furmà gas H2.

Hè quella libertà di muvimentu per l'atomi di l'idrogenu nantu à a superficia chì rende u platinu cusì reattivu, cuncludenu i circadori.

"Ciò chì questu ci dice hè chì a ricerca di questa energia di ubligatoriu 'Goldilocks' ùn hè micca u principiu di disignu ghjustu per a regione di alta attività", disse Peterson. "Suggeremu chì cuncepimentu di catalizzatori chì mettenu l'idrogenu in questu statu altamente mobili è reattivu hè a strada per andà".