Un mejor catalizador para reducir las emisiones contaminantes de coches y otras fuentes

Unos científicos han desarrollado un catalizador más eficiente y resistente que todos los previos para reducir las emisiones de monóxido de carbono de los vehículos de combustión, plantas químicas, refinerías, fundiciones y otras instalaciones industriales.

El nuevo catalizador, creado en una investigación liderada desde el Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universidad Politécnica de Valencia y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, 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 generada por motores de automóviles y procesos industriales.

El nuevo tipo de catalizador platino/óxido de cerio (Pt/CeO2) desarrollado por un equipo integrado, entre otros, por Pedro Serna Merino y Benjamin Bohigues, ambos del ITQ, 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.

“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 cocatalizador. Esta disposición estructural inédita impide la reoxidación de los catalizadores, un mecanismo habitual en la desactivación de catalizadores tradicionales de platino sobre óxido de cerio”, explica Serna.

El nuevo catalizador tiene aplicación directa en el control de emisiones y puede ser de gran ayuda 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 se 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.

La contaminación generada por automóviles con motor de combustión interna podría mitigarse gracias al nuevo catalizador. En la imagen, tráfico en una carretera. (Foto: NPS / Jim Peaco)

“El desarrollo de un catalizador de oxidación de monóxido de carbono altamente activo y estable representa un avance clave en la reducción de emisiones contaminantes. 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.

En la investigación también han participado especialistas de la Universidad de Turín en Italia, el Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón (ESRF) en Grenoble, Francia, y la Universidad de Estocolmo en Suecia.

Serna, Bohigues y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Overcoming activity/stability tradeoffs in CO oxidation catalysis by Pt/CeO₂“. (Fuente: CSIC)