El Instituto de Tecnología Química (ITQ) ha desarrollado un catalizador capaz de transformar materias primas y residuos en productos de alto valor añadido con una eficiencia sin precedentes.
Este avance supone un paso decisivo hacia una industria química más sostenible y competitiva, reduciendo el consumo energético y las emisiones contaminantes.
El nuevo material, fruto de varios años de investigación, combina nanotecnología y química de materiales avanzados para optimizar la actividad catalítica.
Su estructura porosa y estable permite una mayor interacción con las moléculas reactivas, acelerando las reacciones sin perder selectividad. Gracias a estas propiedades, el catalizador logra multiplicar por cuatro la eficiencia de los procesos actuales, lo que se traduce en mayor rendimiento y menor generación de residuos.
Un catalizador más eficaz en la lucha contra las emisiones del tráfico rodado
Un equipo del Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC) ha desarrollado un catalizador que mejorar los sistemas que eliminan gases tóxicos de los vehículos, como el monóxido de carbono (CO).
Es hasta cuatro veces más eficaz que los actuales y mantiene su rendimiento incluso en condiciones extremas de calor y oxígeno, donde otros materiales se degradan. Esto lo convierte en una solución prometedora para reducir la contaminación en motores de automóviles y procesos industriales, según los autores.
Este nuevo dispositivo es capaz de eliminar el monóxido de carbono, un gas de gran toxicidad, de manera más efectiva y duradera que los catalizadores que se utilizan actualmente y ayudaría a reducir las emisiones contaminantes de los vehículos. La investigación ha sido publicada en Nature Communication, que ha destacado los resultados en su sección highlights.
El catalizador platino/óxido de cerio (Pt/CeO2) cuenta con un innovador diseño que logra una alta actividad catalítica sin desactivarse. La desactivación se suele producir en procesos que requieren de alta temperatura o de un exceso de oxígeno como, por ejemplo, en los motores de gasolina.
Alta estabilidad en la oxidación de monóxido de carbono
“El catalizador consigue una alta actividad y estabilidad simultáneamente en la oxidación de monóxido de carbono. Esto se logra gracias a que los centros activos de platino están ‘atrapados’ en escalones en forma de V del óxido de cerio, que actúa a la vez como soporte y co-catalizador. Esta disposición estructural inédita impide la re-oxidación de los catalizadores, un mecanismo habitual en la desactivación de catalizadores tradicionales de platino sobre óxido de cerio”, explica Pedro Serna Merino, investigador del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y autor principal de la investigación.
El dispositivo tiene aplicación directa en el control de emisiones y es clave para cualquier tecnología que requiera oxidación de monóxido de carbono en condiciones operativas exigentes como, por ejemplo, en las industrias energéticas, en descontaminación y gasificación.
Por ejemplo, cuando en el motor de un coche produce monóxido de carbono (CO), el catalizador ayuda a que este gas se oxide rápidamente a dióxido de carbono (CO2) antes de salir por el tubo de escape. De esta forma se reduce la contaminación emitida por el vehículo.
“El desarrollo de un catalizador de oxidación de monóxido de carbono altamente activo y estable representa un avance clave en la reducción de emisiones contaminante. Este nuevo material mejora la depuración de gases en vehículos de gasolina y optimiza el control ambiental en el transporte aéreo. Además, se mejora la seguridad y sostenibilidad en procesos industriales.
Esta innovación abre la puerta a tecnologías más limpias y eficientes, con potencial aplicación en distintos sectores estratégicos vinculados con la industria química y energética”, afirma Serna.
Los investigadores han empleado numerosas técnicas de investigación avanzadas entre las que destacas el uso de sincrotones, microscopios electrónicos de ultra-alta resolución, espectroscopía fotoelectrónica de Rayos X, estudios cinéticos y de modelado. Gracias a estas técnicas se ha podido identificar la naturaleza atómica exacta de los clústeres y comprender mejor su funcionamiento.
Los investigadores destacan que el desarrollo ha sido posible gracias a la colaboración interdisciplinar entre químicos, ingenieros y especialistas en modelización computacional. El siguiente paso será escalar el catalizador a nivel industrial y evaluar su comportamiento en condiciones reales de operación.
Este innovador avance consolida al Instituto de Tecnología Química como un referente internacional en ciencia de los materiales y catálisis aplicada, reforzando el papel de la investigación española en la búsqueda de soluciones tecnológicas para los grandes desafíos energéticos y ambientales del siglo XXI. ECOticias.com
