La svolta della chimica verde su Science: una rete globale con il CNR trasforma la CO₂ in risorsa pulita per l’industria
Convertire i gas serra in risorse per l’industria è una sfida chiave della transizione ecologica. Un importante risultato in questa direzione è stato raggiunto da un consorzio internazionale guidato dall’Università di Bayreuth (Germania), il cui studio è stato pubblicato il 4 giugno 2026 sulla rivista Science. Il progetto ha visto un contributo scientifico e infrastrutturale fondamentale del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), grazie alla sinergia tra l’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM) e l’Istituto per i Processi Chimico-Fisici (CNR-IPCF) di Pisa.
Il team ha sviluppato una nuova metodologia di chimica verde che utilizza la CO₂ come fonte sostenibile di ossigeno per la scissione ossidativa dei doppi legami carbonio-carbonio, una reazione cardine per la produzione di molecole ad alto valore aggiunto in numerosi ambiti tecnologici. A differenza dei metodi tradizionali, che impiegano reagenti aggressivi e generano scarti tossici, il nuovo approccio sfrutta un fotocatalizzatore eterogeneo a base di ferro su nitruro di carbonio modificato. Grazie all’energia luminosa, il sistema attiva la CO₂, deformandone la struttura e consentendo la reazione in condizioni miti. Il metodo si è dimostrato versatile, convertendo con successo 45 diversi substrati chimici nei corrispondenti chetoni o acidi carbossilici, preservando i gruppi funzionali più vulnerabili alle ossidazioni forti.
Il risultato è frutto di un ampio sforzo multidisciplinare che ha coinvolto, oltre all’Università di Bayreuth, partner internazionali come il Politecnico di Milano, gli istituti CNR di Pisa, il Leibniz-Institut für Katalyse (Germania), l’Università Jagellonica di Cracovia (Polonia), il Centro di Radiazione di Sincrotrone SOLARIS, l’Università di Stoccolma (Svezia) e centri di eccellenza cinesi, tra cui la Taiyuan University of Science and Technology e il Lanzhou Institute of Chemical Physics (LICP) della Chinese Academy of Sciences. All’interno di questo prestigioso network, le competenze spettroscopiche, analitiche e computazionali dei ricercatori del CNR di Pisa, tra cui spiccano Susanna Monti e Giovanni Barcaro, sono state determinanti per comprendere il meccanismo di reazione e validare l’efficacia del sistema. Attraverso l’utilizzo di tecniche d’avanguardia – tra cui la risonanza paramagnetica elettronica (in situ EPR), la spettroscopia NMR allo stato solido, microscopie STEM, analisi XPS/XRD e sofisticate simulazioni quantomeccaniche – è stata dimostrata l’elevata robustezza e stabilità del fotocatalizzatore, riutilizzabile anche dopo ripetuti cicli operativi.
La pubblicazione su Science evidenzia il valore della cooperazione internazionale e il ruolo attivo e competitivo dell’Italia, tramite il CNR e il Politecnico di Milano, nello sviluppo di tecnologie abilitanti per la sostenibilità. Grazie al lavoro di ricercatori come Monti e Barcaro, la CO2 cessa di essere un mero scarto gassoso da confinare, e diventa una risorsa strategica e pulita, riscrivendo i paradigmi dell’economia circolare e offrendo all’industria globale una concreta alternativa a impatto zero.
Yuman Qin, Peng Ren, Jun Hu, Suman Pradhan, Thanh Huyen Vuong, Xiufang He, Lulu Alluhaibi, Nils Rockstroh, Susanna Monti, Giovanni Barcaro, Aleksander Jaworski, Piotr Kuśtrowski, Jabor Rabeah, Daniel Hohenberger, Sergey Bagnich, Anna Köhler, Josef Breu, Gianvito Vilé, Matthias Beller*, Shoubhik Das*. “Photocatalyzed oxidative cleavage of alkenes using CO2 as an oxygen donor”. Science 392, eaed6068 (2026). DOI:10.1126/science.aed6068