Nuevo material barato y sostenible que usa luz solar para descontaminar el aire

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son un grupo de gases formados por el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno que se producen, sobre todo, por la quema de combustibles fósiles. Debido a sus efectivos nocivos para la salud humana y el medioambiente, durante los últimos años se han situado en el punto de mira de la comunidad científica.

Un equipo de investigación del Instituto Químico para la Energía y el Medioambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba (UCO) en Andalucía, España, ha desarrollado un material fotocatalítico capaz de reducir eficazmente estos gases, obteniendo un rendimiento similar al de otros desarrollados hasta la fecha, pero a través de un proceso más barato y sostenible.

Fotocatálisis: o cómo la luz puede descontaminar las ciudades

Hay reacciones químicas que pueden ser favorecidas o aceleradas en presencia de luz. En el caso de los óxidos de nitrógeno, la energía lumínica, en presencia de un material que actúa como catalizador, permite oxidar los óxidos de nitrógeno de la atmósfera y convertirlos en nitratos y nitritos.

Tal y como explica la primera autora de este trabajo de investigación, Laura Marín, a diferencia de otras reacciones fotocatalíticas que solo operan bajo luz ultravioleta, el nuevo material presenta la ventaja de funcionar eficazmente con luz visible, mucho más abundante y que constituye la mayor parte del espectro solar, lo que permite sacarle mayor partido a la energía que proviene del astro rey.

Para ello, el equipo de investigación ha sintetizado un nuevo compuesto uniendo dos tipos de materiales distintos: nitruro de carbono, que es precisamente el que permite que la reacción se active bajo presencia de luz visible, e hidróxidos dobles laminares, que tienen la capacidad de aportar un alto rendimiento a la reacción además de ser su producción barata y fácilmente adaptable a la escala industrial.

Laura Marín. (Foto: UCO)

Según los resultados obtenidos, y tal y como explica la profesora Ivana Pavlovic, una de las investigadoras que ha participado en el estudio, el nuevo proceso es capaz de convertir el 65% de los óxidos de nitrógeno bajo irradiación de luz visible, un porcentaje muy similar al que han alcanzado otros fotocatalizadores, pero con la ventaja de que este nuevo sistema utiliza minerales como el magnesio o el aluminio, "más baratos, abundantes en la naturaleza y benignos, en comparación con los de otros fotocatalizadores utilizados hasta la fecha, que emplean el cadmio, el plomo o el grafeno en su composición", destaca la investigadora.

De esta forma, tal y como explica el catedrático de Química Inorgánica y director del IQUEMA, Luis Sánchez, el trabajo constituye un paso importante para el desarrollo a gran escala de un sistema que permita descontaminar el aire en condiciones del mundo real y reducir, así, la presencia de uno de los gases contaminantes más habituales en las ciudades y cuyos efectos a largo plazo pueden originar graves problemas de salud.

Laura Marín y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo material en la revista académica Advanced Sustainable Systems, bajo el título “The Efficient Coupling between MgAlTi Layered Double Hydroxides and Graphitic Carbon Nitride Boosts Vis Light-Assisted Photocatalytic NOx Removal”. (Fuente: UCO)