Trasformare l’anidride carbonica in carburante utile non è più fantascienza, ma la sfida vera è sempre stata un’altra: farlo in modo efficiente. Un gruppo di ricercatori cinesi ha sviluppato un nuovo catalizzatore che riesce a triplicare la produzione di metanolo dalla CO2 rispetto ai sistemi commerciali attuali. Lo studio, pubblicato sulla rivista Chem il 14 giugno 2026, arriva dal Dalian Institute of Chemical Physics dell’Accademia Cinese delle Scienze, ed è coordinato dai professori Jian Sun e Jiafeng Yu.

Il punto dolente, per chi lavora in questo campo, è sempre stato lo stesso: a basse temperature la conversione della CO2 in metanolo funziona bene dal punto di vista termodinamico, però l’anidride carbonica fa fatica ad attivarsi e la reazione procede troppo lentamente. Alzando la temperatura le cose si velocizzano, certo, ma entra in gioco una reazione concorrente (la cosiddetta reverse water gas shift) che produce sottoprodotti indesiderati, soprattutto monossido di carbonio, e riduce la selettività verso il metanolo. Un compromesso che sembrava impossibile da superare.

Come funziona il nuovo approccio

La strategia ideata dal team cinese è tanto elegante quanto concreta. Invece di cercare un materiale che faccia tutto da solo, i ricercatori hanno separato fisicamente i siti attivi all’interno del catalizzatore, sfruttando un fenomeno chiamato interazione forte metallo supporto (SMSI). In pratica, ogni fase della reazione avviene in una zona diversa del catalizzatore. La CO2 viene adsorbita e attivata sui siti di zirconia (ZrO2), dove l’idrogenazione avviene per prima, seguita poi dalla rottura del legame C=O. Nei catalizzatori tradizionali a base di rame, la sequenza è invertita: prima si rompe il legame e poi si procede con l’idrogenazione. Questo cambio di ordine nel meccanismo di reazione fa una differenza enorme.

Il risultato parla chiaro: a 300 gradi e 3 MPa di pressione, il nuovo sistema raggiunge una resa di 1,2 grammi per grammo di catalizzatore all’ora. È circa tre volte superiore rispetto ai classici catalizzatori commerciali Cu/Zn/Al, che rappresentano lo standard industriale da anni. E non si tratta solo di quantità: la formazione di monossido di carbonio come sottoprodotto cala drasticamente, mentre la capacità del rame di dissociare l’idrogeno resta intatta.

Perché questa scoperta conta davvero

Il riciclo della CO2 in combustibili e materie prime chimiche è considerato una delle strade più promettenti per ridurre le emissioni e rendere più circolare l’economia energetica. Il metanolo, in particolare, è un vettore energetico versatile: può alimentare celle a combustibile, essere usato come additivo per benzine o come materia prima nell’industria chimica. Il problema, fino a oggi, era proprio l’efficienza della conversione. Con questo nuovo catalizzatore, la produzione di metanolo dalla CO2 fa un salto in avanti che potrebbe avvicinare questa tecnologia a un impiego su scala industriale reale.

Come ha sottolineato il professor Sun, lo studio apre una strada nuova per affrontare quel vecchio dilemma tra attività catalitica e selettività che ha frenato il settore per decenni. Non è ancora il momento di festeggiare su larga scala, ma la direzione sembra quella giusta.

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La produzione di idrogeno potrebbe cambiare radicalmente grazie a una scoperta che arriva dall’Università di Birmingham. Un gruppo di ricercatori ha sviluppato un nuovo catalizzatore a base di perovskite capace di separare l’acqua in idrogeno e ossigeno a temperature molto più basse rispetto alle tecnologie attuali. Parliamo di un salto enorme, il tipo di progresso che potrebbe rendere l’idrogeno pulito non solo più economico, ma anche più semplice da generare vicino a fabbriche, acciaierie, cementifici e impianti di energia rinnovabile. Il concetto di fondo è tanto elegante quanto pratico: sfruttare il calore di scarto industriale per alimentare la produzione di un combustibile che, quando viene bruciato, rilascia solo acqua e calore. Niente anidride carbonica, niente inquinanti fossili.

Oggi circa il 95% dell’idrogeno prodotto nel mondo dipende ancora dai combustibili fossili. I sistemi termochimici esistenti per la scissione dell’acqua richiedono temperature fra 700 e 1000 gradi per la fase di splitting, e addirittura fra 1300 e 1500 gradi per la rigenerazione del catalizzatore. Numeri che rendono tutto costoso e poco flessibile. Il team guidato dal professor Yulong Ding ha dimostrato che il loro catalizzatore a perovskite BNCF genera quantità significative di idrogeno già fra 150 e 500 gradi, con una rigenerazione possibile fra 700 e 1000 gradi. Circa 500 gradi in meno rispetto agli approcci tradizionali. I risultati sono stati pubblicati sull’International Journal of Hydrogen Energy.

Vantaggi economici rispetto all’idrogeno verde e blu

Oltre all’aspetto tecnico, c’è un dato che fa riflettere parecchio. Un’analisi economica preliminare condotta dai ricercatori suggerisce che la scissione termochimicadell’acqua con questo catalizzatore potrebbe costare meno sia dell’idrogeno verde (prodotto per elettrolisi) sia dell’idrogeno blu (ottenuto dal metano con cattura della CO2). Il vantaggio risulta particolarmente marcato nelle aree dove l’elettricità rinnovabile costa poco, come ad esempio l’Australia.

Ma la cosa davvero interessante la spiega lo stesso professor Ding: se l’idrogeno viene prodotto e utilizzato localmente, si eliminano i problemi legati a stoccaggio e trasporto. E quindi anche la necessità di infrastrutture costose. Questo è un punto chiave, perché uno dei freni storici alla diffusione dell’idrogeno come combustibile è sempre stato proprio il costo della logistica.

Come funziona il catalizzatore e perché è così promettente

Le perovskiti sono materiali con una struttura reticolare capace di assorbire ossigeno e facilitare la rottura dei composti che lo contengono. Il team di Birmingham si è concentrato su un gruppo specifico, le perovskiti BNCF, composte da bario, niobio, calcio e ferro. Elementi relativamente abbondanti, che non richiedono processi produttivi complessi e non contengono ingredienti tossici.

Fra i materiali testati, la versione chiamata BNCF100 ha ottenuto le prestazioni migliori. Ha mantenuto la capacità di produrre idrogeno per oltre 10 cicli produttivi consecutivi, e le analisi con diffrazione a raggi X hanno rivelato cambiamenti strutturali minimi. Tradotto: il materiale è stabile e duraturo.

L’Università di Birmingham sta ora lavorando alla commercializzazione della tecnologia nel Regno Unito e in Europa, in collaborazione con la University of Science and Technology di Pechino. È già stata depositata una domanda di brevetto per l’uso dei catalizzatori BNCF nella scissione dell’acqua a bassa temperatura, e si cercano partner industriali per portare avanti lo sviluppo. La strada verso un’economia dell’idrogeno davvero accessibile potrebbe essere appena diventata un po’ meno in salita.

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Un gruppo di ricercatori del Politecnico federale di Zurigo (ETH Zurich) ha sviluppato un catalizzatore a singolo atomo capace di convertire la CO2 in metanolo con un’efficienza mai raggiunta prima. La notizia, pubblicata il 20 marzo 2026 sulla rivista Nature Nanotechnology, rappresenta un passo avanti enorme nella ricerca di combustibili sostenibili e apre scenari concreti per un’industria chimica meno dipendente dalle fonti fossili.

Il principio è sorprendentemente elegante. Ogni reazione chimica ha bisogno di superare una barriera energetica per avvenire. Nei processi industriali questa barriera è spesso altissima, il che si traduce in costi enormi. I catalizzatori servono proprio ad abbassare quella soglia, rendendo tutto più fattibile. Il punto è che i catalizzatori tradizionali usano particelle metalliche composte da centinaia o migliaia di atomi, e la maggior parte di quegli atomi non fa praticamente nulla. Sta lì, occupa spazio, spreca materiale. Il team guidato dal professor Javier Pérez Ramírez ha ribaltato questo approccio: nel loro sistema, ogni singolo atomo di indio è ancorato sulla superficie di un supporto in ossido di afnio e funziona come un sito attivo indipendente. Nessuno spreco, massima resa.

Perché il metanolo conta così tanto

Il metanolo non è un composto qualunque. Lo stesso Pérez Ramírez lo definisce “il coltellino svizzero della chimica”, e non è un’esagerazione. Serve come precursore per plastiche, materiali, carburanti. Se l’idrogeno e l’energia necessari alla sua produzione provengono da fonti rinnovabili, l’intero processo può diventare a impatto climatico zero. Inoltre, invece di rilasciare CO2 nell’atmosfera, questa viene catturata e trasformata in materia prima utile. Il catalizzatore a singolo atomo rende tutto questo molto più realistico dal punto di vista economico, perché sfrutta al massimo ogni grammo di metallo impiegato.

C’è anche un vantaggio meno ovvio ma fondamentale. I catalizzatori convenzionali, fatti di nanoparticelle, sono sempre stati difficili da studiare. I segnali che arrivano dagli atomi interni, quelli che non partecipano alla reazione, confondono le misurazioni. Con atomi isolati il problema scompare quasi del tutto, e gli scienziati possono finalmente capire cosa succede davvero in superficie durante la sintesi del metanolo.

Stabilità e applicazioni industriali

Il nodo critico di qualsiasi catalizzatore a singolo atomo è sempre stato la stabilità. Far stare fermo un atomo isolato su una superficie, senza che si aggreghi con gli altri, è tutt’altro che banale. Il team dell’ETH Zurich ha sviluppato metodi di sintesi innovativi, tra cui uno che prevede la combustione dei materiali di partenza in una fiamma a temperature fra i 2.000 e i 3.000 gradi centigradi, seguita da un raffreddamento rapidissimo. Il risultato è un catalizzatore estremamente resistente, capace di sopportare le condizioni operative tipiche della produzione di metanolo da CO2 e idrogeno: fino a 300 gradi e pressioni cinquanta volte superiori a quella atmosferica.

Pérez Ramírez lavora al miglioramento della produzione di metanolo da CO2 dal 2010 e collabora attivamente con l’industria. Il successo di questo catalizzatore a singolo atomo, ha spiegato, è stato possibile solo grazie a una collaborazione interdisciplinare che ha coinvolto diverse eccellenze della comunità scientifica svizzera. Chi si occupa di transizione energetica e chimica verde tiene d’occhio questa tecnologia con grande attenzione, perché potrebbe davvero accelerare il passaggio verso un modello produttivo più pulito. E stavolta non si tratta di promesse lontane, ma di risultati pubblicati e verificabili.

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