Laudatio per il Prof. Gerhard Ertl
Prof. Severino Zanelli

È un onore ed un piacere per me il compito di descrivere il profilo personale e scientifico del Prof. Gerhard Ertl ed illustrare la sua opera intellettuale, nell’occasione del conferimento della Laurea magistrale Honoris Causa in Ingegneria Chimica da parte della Facoltà di Ingegneria della nostra Università.
L’attribuzione della Laurea Honoris Causa intende celebrare lo studioso con un titolo accademico che lo rapporti al nostro Ateneo, dove vengono primariamente sviluppate ricerche sui meccanismi di reazioni catalitiche eterogenee di cui il Prof. Ertl rappresenta uno straordinario punto di riferimento nella comunità scientifica internazionale.
Il percorso scientifico che ha portato il Prof. Ertl a rappresentare una riconosciuta personalità nell’ambito della chimica fisica e, quindi, più in generale nell’ambito dei processi e tecnologie chimiche è stato molto articolato.
Dopo gli studi, già ricordati, presso le Università di Stoccarda, di Parigi e di Monaco, il prof. Ertl conseguì il dottorato di ricerca a Monaco, studiando la cinetica dell’ossidazione catalitica dell’idrogeno su cristalli di germanio, impiegando la tecnica Low Energy Electron Diffraction - Ultra High Vacuum (LEED-UHV)
I lavori e gli interessi del Prof. Ertl sono stati apprezzati sia nel mondo scientifico accademico, sia nella società civile, come dimostrano innanzitutto le diverse posizioni ricoperte nelle più prestigiose università tedesche.
Il 10 Ottobre 2007 la Reale Accademia Svedese delle Scienze (Royal Swedish Academy of Sciences) ha conferito il premio Nobel per la “Chimica” al Prof. Gerhard Ertl per i suoi fondamentali studi riguardanti le reazioni chimiche su superfici solide.

L’attività Scientifica

Il Prof. Ertl all’inizio della sua carriera ha studiato i processi elementari  delle reazioni chimiche di superficie.  In principio l’attenzione fu focalizzata nell’interazione di piccole molecole come O2, CO, H2, N2, NO con superfici metalliche e di leghe  metalliche, determinando le strutture  degli elementi  adsorbiti, usando l’analisi dinamica delle intensità di  diffrazione degli elettroni a bassa energia . Tali informazioni furono la base per gli studi  sulla cinetica e sulla dinamica di reazione usando tecniche a raggio molecolare  per indagare lo scattering reattivo e, combinandoli più tardi con la spettroscopia laser, per studiare la dissipazione di energia fra i diversi gradi di libertà vibrazionali, rotazionali e traslazionali in tali processi. Tali ricerche erano volte a capire meglio i meccanismi della catalisi eterogenea, in particolare il processo di sintesi dell’ammoniaca, da tempo affermatosi in campo industriale, anche con il contributo italiano di Fauser e Casale, titolari di brevetti industriali per la produzione appunto di ammonica, che promosse lo sviluppo dell’industria chimica nella prima metà del secolo corso.
Gli studi sulle reazioni di superficie del  Prof. Ertl, che hanno interessato anche chimici e fisici italiani; come i professori Rocca dell’Università di Genova e Rovida dell’Università di Firenze, hanno dato nuovo impulso alle già ricordate applicazioni industriali grazie all’ottenimento di migliori prestazioni dei catalizzatori eterogenei.
Un’altra reazione intensamente studiata  dal gruppo di cerca del  Prof. Ertl è stata l’ossidazione dell’ossido di carbonio  (CO). In tale processo una molecola di CO  chemiadsorbita sulla superficie del catalizzatore reagisce con un atomo di ossigeno  (O) anch’esso chemiadsorbito per formare una molecola di  anidride carbonica (CO2) legata molto debolmente alla superficie,  dalla quale si distacca immediatamente alle comuni condizioni di reazione. Già nel 1982 il Prof. Ertl e il suo gruppo individuarono oscillazioni cinetiche nel corso della reazione di ossidazione del CO  sulla superficie di un singolo cristallo, un fenomeno rilevato fino ad allora solo nei reattori  tecnologici. Simili fenomeni non lineari  si traducono in oscillazioni della velocità di formazione della CO2,  la cui frequenza ed intensità  sono messe in relazione  alla struttura superficiale del catalizzatore  e alle condizioni di reazione.
In parallelo alla sperimentazione  di carattere fondamentale volta a capire i meccanismi elementari della catalisi eterogenea il Prof. Ertl ha sempre rivolto la sua attenzione a processi catalitici reali, applicati industrialmente. Nei dipartimenti che ha diretto sono state sempre condotte  esperienze su catalizzatori solidi reali. Come già ricordato la sintesi dell’ammoniaca è stato uno degli interessi  costanti del Prof. Ertl e fu accresciuto quando divenne chiaro che in aggiunta al classico catalizzatore a base di ferro, anche catalizzatori a base di rutenio potevano essere tecnicamente impiegabili.

Innovazione Ingegneristica

L’ossidazione catalitica di CO  su platino, già ricordata come uno dei temi di ricerca  più approfonditi dal Prof. Ertl, è una delle reazioni necessarie per depurare i gas di scarico delle automobili. Gli studi sulla dipendenza della velocità di ossidazione del CO dalla concentrazione delle specie reattive sulla superficie di Pt  e dalla struttura del singolo cristallo di Pt  consentirono di elaborare un modello microscopico,  che formi un’approfondita conoscenza della dinamica di quella reazione sulle superfici solide.
Tali conoscenze sono la base per una delle applicazioni  più diffuse e socialmente più importanti  della catalisi eterogenea: la marmitta catalitica, che costituisce una delle innovazioni più importanti introdotte nelle automobili negli ultimi 30 anni.
La Facoltà di Ingegneria di Pisa intende riconoscere il contributo che il Prof. Ertl ha dato anche nel campo dell’innovazione tecnologica e della salvaguardia ambientale conferendogli, prima volta nella storia della Facoltà, la laurea Honoris Causa in ingegneria chimica.

Ultimo aggionamento documento: 05-Nov-2010