Le nanoparticelle potrebbero cambiare la produzione di carburante?

Non possiamo dire se ti sei seduto a morderti il ​​labbro sulla domanda in questione, ma saremmo disposti a scommettere che hai avuto una domanda passeggera su quando i combustibili alternativi sarebbero stati più facilmente disponibili, o quando saresti in grado di ottenere un chilometraggio migliore durante il tuo tragitto giornaliero. Quindi scaviamo alle applicazioni pratiche di questa domanda.

Le nanoparticelle sono unità ultrafini di materia che misurano non più di 100 nanometri di lunghezza, larghezza o altezza. Hanno un ruolo da svolgere nelle celle a combustibile e nella loro potenziale sostituzione dei motori a combustione. Le celle a combustibile producono elettricità attraverso una reazione chimica e le nanoparticelle possono fungere da catalizzatori che facilitano tali reazioni.

Quindi possiamo andare tutti a casa ora, dato che tutto ha perfettamente senso, giusto? Non proprio.

Questi minuscoli bit sono particolarmente utili in applicazioni industriali come la produzione di carburante, che richiedono catalizzatori durevoli. Le nanoparticelle si adattano al conto perché hanno un rapporto superficie-volume relativamente ampio, il che significa che le reazioni possono avvenire più velocemente (più superficie per reagire) [fonte: Birch ]. E poiché sono così minuscoli, non devi usarne molto.

Una delle nanoparticelle più spesso impiegate come catalizzatore per le celle a combustibile è il platino. È un buon candidato perché funziona velocemente in una reazione e si pensa che sia abbastanza stabile [fonte: Bond ]. Ma il platino è davvero costoso su scala industriale, anche se ne stai usando solo nanoparticelle, e si decompone gradualmente. Gli scienziati della Brown University hanno recentemente scoperto che un catalizzatore di nanoparticelle di cobalto ha funzionato quasi quanto il platino, ma si è dimostrato molto più durevole.

Cosa significa per te? Bene, oltre ad essere costoso, il platino è un metallo prezioso perché non è abbondante. Un catalizzatore che utilizza nanoparticelle di qualcosa come il cobalto potrebbe rendere le celle a combustibile un'opzione molto più praticabile: il cobalto è prontamente disponibile ed economico. Quindi potrebbe aiutare a creare più celle a combustibile, il che ridurrebbe la domanda di produzione di combustibili fossili.

Ma questa non è l'unica capacità che le nanoparticelle hanno quando si tratta di produrre carburante. Le nanoparticelle di cerio hanno anche iniziato ad essere aggiunte ad alcuni combustibili per rendere più efficiente la combustione del carburante. L'elemento aiuta a ossidare il carbonio a una temperatura inferiore rispetto a quella normalmente necessaria per i motori diesel; ciò significa che possono utilizzare meno carburante e si traduce in meno fuliggine [fonte: EPA ].

Ma l'aggiunta di cerio potrebbe significare che stiamo solo aumentando un diverso tipo di inquinamento: l'inquinamento da cerio. Finora, i ricercatori della Marshall University nel West Virginia hanno dimostrato che le nanoparticelle di cerio possono viaggiare dai polmoni al fegato, producendo danni al fegato. Poiché questo cerio è in forma di nanoparticelle, ha il potenziale per entrare nei nostri polmoni molto più facilmente rispetto a particelle più grandi come la fuliggine. Dopotutto, è solo circa 1/40.000 volte la larghezza di un capello umano [fonte: Marshall University ].

Quindi, mentre le nanoparticelle possono cambiare la produzione di carburante in molti modi, dobbiamo assicurarci di non cambiarla in peggio (o semplicemente scambiare un male con un altro).

Nota dell'autore: le nanoparticelle potrebbero cambiare la produzione di carburante?

Come qualcuno che non riflette sulla complessità delle nanoparticelle, ammetterò a malincuore che probabilmente avrei dovuto. Questi minuscoli frammenti di materia vengono aggiunti in modo robusto non solo al carburante, ma anche al cibo e ai cosmetici . Non sappiamo ancora esattamente cosa fanno al corpo umano, ma probabilmente dovremmo scoprirlo prima o poi.

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