I ricercatori dell’Università di Adelaide hanno creato un protocollo innovativo che consente di stampare catalizzatori a singolo atomo in 3D con successo. Il processo si è dimostrato scalabile, eliminando la necessità di alcuni costosi e complessi processi di sintesi. Questo potrebbe portare vantaggi significativi per l’industria della catalisi a singolo atomo. Il loro lavoro è stato pubblicato in un articolo intitolato “Un nuovo approccio per la stampa 3D di catalizzatori a singolo atomo” sulla rivista Nature Synthesis.
I catalizzatori a singolo atomo sono caratterizzati dalla dispersione di un solo atomo di catalizzatore su un substrato solido. Questo offre vantaggi come una maggiore efficienza atomica e la capacità di personalizzare i percorsi di reazione con ambienti di coordinamento. Tuttavia, la fabbricazione di questi catalizzatori può essere complessa e costosa a causa della necessità di impiantare difetti nei substrati o di far crescere strutture cristalline microporose. I ricercatori dell’Università di Adelaide, guidati da Fangxi Xie e Shi-Zhang Qiao, hanno sviluppato un metodo per la stampa 3D di catalizzatori a singolo atomo utilizzando un inchiostro a base di acetilacetonato di ferro e polimeri naturali. Il processo consiste nel depositare l’inchiostro su substrati in vari modelli, liofilizzare per rimuovere l’acqua in eccesso e riscaldare la struttura stampata a 700°C. Il materiale risultante si è dimostrato un ottimo elettrocatalizzatore per la riduzione del nitrato in ammoniaca e aggiungendo metalli di transizione diversi all’inchiostro, i ricercatori sono stati in grado di creare catalizzatori simili contenenti altri metalli di transizione come nichel, rame, zinco e platino.
Qiao ha dichiarato:
“Il nostro team continuerà a esplorare il potenziale dei catalizzatori a singolo atomo stampati in 3D in varie applicazioni, come la catalisi in altre reazioni chimiche che sono cruciali nell’industria chimica”.
Bert Weckhuysen dell’Università di Utrecht nei Paesi Bassi ha aggiunto:
“L’eleganza di questo nuovo metodo di sintesi risiede nella versatilità del metodo di stampa 3D, che consente di fabbricare un’ampia varietà di oggetti macroscopici con diverse composizioni chimiche e quindi anche di esplorarli in varie aree di applicazione esistenti e nuove, inclusi piccoli dispositivi catalitici . Una delle mie domande riguarda la stabilità a lungo termine di questi oggetti stampati in 3D e se possono resistere agli ambienti pratici di un vero dispositivo catalitico, inclusa la presenza ad es. di impurità”.
