La revolución de un catalizador diseñado mediante supercomputadora

La demanda de propileno, un precursor clave para la fabricación de plásticos y tejidos, es de unos 100 millones de toneladas al año y, en estos momentos, simplemente no hay suficiente para satisfacer la creciente demanda.

 

Junto con el ácido sulfúrico y el etileno, su producción ocupa el tercer proceso de las conversiones más importante de la industria química por escala.

 

El método más común para producir propileno y etileno es uno de los procesos más intensivos en energía de la industria química.

 

Utilizando cálculos fundamentales de interacciones moleculares, el equipo internacional integrado, entre otros, por Charles Sykes, de la Universidad Tufts en Estados Unidos, y Michail Stamatakis, del University College de Londres en el Reino Unido, ha creado un catalizador con una selectividad del 100% en la producción de propileno.

 

Sykes y sus colegas utilizaron simulaciones químicas cuánticas que se ejecutaron en superordenadores para predecir cómo debería ser la arquitectura del catalizador, así como sus interacciones con determinadas sustancias químicas, para lograr la mayor eficacia posible a un coste lo más bajo posible, y luego han comprobado en la práctica su capacidad para producir propileno.

 

Representación artística del proceso de deshidrogenación del propano que tiene lugar en el nuevo catalizador, tal como predice la teoría. (Imagen: Charles Sykes & Michail Stamatakis)

 

En las pruebas, el nuevo catalizador demostró ser altamente eficiente, con un 100% de producción selectiva del propileno, frente al 90% de los actuales catalizadores industriales de producción de propileno. Por "selectividad" aquí se entiende la proporción de reacciones en la superficie que conducen al producto deseado.

 

Si el nuevo catalizador es adoptado ampliamente por la industria, su nivel de eficiencia podría traer un gran ahorro de costes y también evitaría emitir a la atmósfera millones de toneladas de dióxido de carbono. (Fuente: NCYT de Amazings)