Un catalizzatore dallo spessore di un atomo per l'energia verde

E' spes so come un atomo , il nuovo materiale con il quale è stato realizzato un catalizzatore per l'energia verde , utile in futuro per realizzare batterie ricaricabili e per trasportare energia . Il risultato è pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials e si deve al gruppo di ricerca internazionale coordinato dall'Italia, con il dipartimento di Fisica dell'Università di Trieste. Vi hanno partecipato l'Istituto officina dei materiali del Consiglio Nazionale delle Ricerche, Elettra Sincrotrone Trieste e il Laboratorio di Nanostrutture di Superficie del Politecnico di Losanna (Epfl).

"L'accumulo e il trasporto d'energia sono oggi applicazioni quanto più strategiche ; tuttavia, dal punto di vista delle tecnologie disponibili si è ancora lontani dell'essere ottimali ", osserva il fisico sperimentale Erik Vesselli, dell'Università di Trieste, citando l'esempio delle batterie ricaricabili che attualmente richiedono due agenti catalitici . "Il risultato che abbiamo ottenuto mostra invece - prosegue - come ci si possa ispirare alla natura per creare dei nuovi materiali di estremo interesse applicativo nel campo dell'energia verde, ovvero dei catalizzatori bifunzionali, in grado da soli di favorire reazioni chimiche diverse ".

Il modello è stata la vitam ina B 12 (o cobalamina), caratterizzata da un singolo atomo di cobalto . Un metallo molto usato nei processi di catalisi, che favoriscono le reazioni chimiche. La vitamina B 12 è in grado di regolare lo stato di ossidazione dell'atomo di cobalto che la costituisce, cambiando la propria reattività e stabilità .

"Altrettanto abbiamo fatto noi", dice Vesselli. "Abbiamo sintetizzato una matrice di molecole bidimensionali e singoli atomi di cobalto , utilizzando come tavolo da lavoro un singolo foglio di grafene ". In questo modo i ricercatori sono riusciti a modulare gli stati di ossidazione del cobalto come avviene nella vitamina B12. In questo modo hanno ottenenuto un materiale nel quale sono contemporaneamente presenti più stati di ossidazione e le cui proprietà sono determinate dalle interazioni elettroniche e magnetiche tra i singoli atomi di cobalto.