Un gruppo di ricerca internazionale ha progettato un nuovo catalizzatore per la produzione di propilene a basso costo, più efficiente e sostenibile, senza necessità di ricorrere alla lavorazione del petrolio grezzo e utilizzando minori quantità di platino, metallo prezioso, molto raro e costoso. Il propilene, essenziale nella produzione di vari prodotti come materie plastiche, fibre, componenti automobilistici e dispositivi elettronici, è considerato una materia prima fondamentale nell’industria. La sua produzione annua ha superato i 160 milioni di tonnellate nel 2023 con una previsione di oltre 200 milioni di tonnellate nel 2030.

Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature e avrà importanti effetti sul settore industriale. Tra i ricercatori anche Paolo Fornasiero, professore presso il Dipartimento di Scienze chimiche e farmaceutiche dell’Università degli Studi di Trieste, associato all’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (ICCOM-CNR) di Firenze e membro del Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali (INSTM).

La ricerca condotta dal professor Fornasiero e colleghi propone una soluzione concreta per efficientare e migliorare quella che oggi viene considerata una valida alternativa alla produzione di propilene da petrolio grezzo: il processo di “deidrogenazione” (PDH) del propano (componente del gas naturale) che, scindendo i legami tra carbonio e idrogeno, forma propilene liberando idrogeno. Innescata a temperature molto elevate, la deidrogenazione utilizza catalizzatori al platino, metallo facilmente suscettibile ad aggregazione e deterioramento se usato ripetutamente (fenomeno della “sinterizzazione”). Non solo, le alte temperature utilizzate per innescare la reazione comportano – insieme alla produzione di propilene – anche la formazione di depositi di carbonio solido e altri prodotti indesiderati che compromettono il catalizzatore.
Il processo risulta, dunque, ancora poco efficiente per colmare il divario tra domanda e offerta di propilene.

Paolo Fornasiero, professore dell’Università degli Studi di Trieste, associato all’istituto ICCOM-CNR di Firenze e membro del consorzio INSTM, commenta: “Nella prospettiva di un’economia sempre più sostenibile, meno inquinante ed energivora, il nostro studio suggerisce la possibilità di ridurre notevolmente l’utilizzo del platino, mantenendo o addirittura migliorando le prestazioni, evitando al contempo i processi di disattivazione e rigenerazione del catalizzatore attualmente necessari negli impianti industriali a causa della rapida degradazione degli stessi.”

I catalizzatori ottenuti dai ricercatori, incapsulando cluster di platino in opportune zeoliti (minerali dotati di struttura cristallina e microporosa), possono, infatti, mantenere un’elevata attività e selettività per oltre sei mesi nelle condizioni industriali, laddove attualmente i tempi di attività si arrestano a poche settimane.
Insieme a un generale efficientamento dei processi, i ricercatori si aspettano vantaggi economici e ambientali importanti, come la riduzione dei costi di gestione e manutenzione dei catalizzatori industriali, la drastica riduzione dei cicli di riattivazione/sostituzione dei catalizzatori, la diminuzione degli scarti e dell’utilizzo di platino.

Il gruppo di ricerca internazionale coinvolge, insieme al professor Paolo Fornasiero, i professori Haibo Zhu e Xiaojun Bao e loro collaboratori della Università di Fuzhou (Cina), il professor Jean-Marie Basset presso la King Abdullah University of Science and Technology (Arabia Saudita), con contributi dal Qingyuan Innovation Laboratory (Cina) e dal Dalian Institute of Chemical Physics (Cina).

La pubblicazione segue di pochi giorni una pubblicazione, sulla stessa tematica, dello stesso gruppo di ricerca apparsa sulla prestigiosa rivista Science il 01 maggio 2025.