Hallan una nueva síntesis que ayuda a catalizar la combustión de metano de manera limpia y eficiente

03/sep/2012 | OTRIcompartir noticiaimprimir

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Investigadores del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de la UCA y expertos de las universidades de Pensilvania y de Trieste han participado en este descubrimiento

Miembros del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de la Universidad de Cádiz, han participado en este estudio.

Miembros del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de la Universidad de Cádiz, han participado en este estudio.

Miembros del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de la Universidad de Cádiz, han participado, junto a investigadores de las universidades de Pensilvania (Filadelfia - EE.UU.) y de Trieste (Italia), en un estudio que ha permitido obtener materiales formados a partir de un núcleo de paladio y una capa porosa de óxido de cerio capaz de catalizar la combustión de metano de manera eficiente y limpia. Este descubrimiento permite incrementar la eficiencia en la producción de energía a partir de metano y de manera simultánea reducir las emisiones de este gas de efecto invernadero.

Así, se debe señalar que este grupo de investigadores internacionales han centrado su trabajo en el diseño de una síntesis de subunidades formadas por partículas de paladio encapsulado por 10-12 partículas de óxido de cerio que actúa a modo de “jaula” para la partícula de paladio. Estas unidades son 100 millones de veces menor que un metro y la alta porosidad de la “jaula” permite que el metano y el oxígeno puedan acceder a la superficie de la partícula de paladio, la cual es la fase activa del catalizador. Esta configuración aumenta la estabilidad del catalizador a alta temperatura y la actividad del mismo.

Para entender mejor la importancia de este hallazgo es importante indicar que el petróleo se está agotando de manera irremediable, mientras que el gas natural (principalmente formado por metano) está emergiendo como una solución a medio plazo debido a existencia de relativamente abundantes reservas. Así, “utilizar la energía contenida en los enlaces químicos del metano es, por lo tanto, una necesidad”, como defienden desde la UCA. El metano puede considerarse como el “más limpio” entre los hidrocarburos, ya que su estructura simple (un átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno) permite reducir al mínimo las emisiones de CO2 por gramo de combustible. Su estructura, aunque en apariencia simple, dota al metano de una gran estabilidad química, siendo sus enlaces muy difíciles de romper, condición necesaria para poder utilizar la energía contenida en la molécula. De igual forma, “el metano es también un gas invernadero mucho más dañino que el CO2, con un efecto 20 veces mayor. Su uso extensivo, por ejemplo en la calefacción de nuestros hogares, se lleva a cabo habitualmente mediante combustión a altas temperaturas (800-1000 °C). Un proceso similar se utiliza también en las turbinas de gas que comúnmente se emplean en la producción de energía. Los procesos de combustión, sin embargo, causan la emisión de compuestos tóxicos como los óxidos de nitrógeno, relacionado con la lluvia ácida, o el monóxido de carbono y otros productos de la combustión incompleta de metano que además contribuyen al efecto invernadero. La puesta en práctica de procesos más eficaces a menor temperatura y que reduzcan las emisiones de sustancias nocivas tiene sin lugar a duda un alto interés económico”, como explica el Dr. Juan José Delgado, coordinador de esta investigación en la Universidad de Cádiz.

Este estudio, en el que se revela cómo obtener materiales mucho más eficaces que los actualmente existentes para la combustión catalítica de metano con un bajo impacto ambiental, ha sido publicado en la prestigiosa revista internacional Science y en él han participado los investigadores de la Universidad de Cádiz, coordinados por el Dr. Juan José Delgado, el Dr. Juan Carlos Hernandez y el catedrático Jose Juan Calvino; en colaboración con los grupos de investigación del profesor Raymond J. Gorte, de la Universidad de Pensilvania y el profesor Paolo Fornasiero, de la Universidad de Trieste.

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