13:00 hrs. 20 de mayo de 2009

  

Boletín UNAM-DGCS-305

Ciudad Universitaria

 

LOS NANOCATALIZADORES, ALIADOS ECOLÓGICOS

 

 

Del total de los gases contaminantes que emite un vehículo en un día, del 60 al 80 por ciento se genera en los primeros tres (y a veces seis) minutos en los que tarda en calentarse el motor.

 

Esto se debe a que el convertidor catalítico que usa no funciona a temperatura ambiente, sino hasta que los metales que lo conforman (platino, paladio y rodio) alcanzan una temperatura de más de 300 grados centígrados por efecto del gas ardiente que viene del motor.

 

Ante esa problemática, investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, coordinados por Rodolfo Zanella Specia, han formulado y probado nanocatalizadores que podrían mejorar la eficiencia de los convertidores catalíticos comerciales, con lo que se reduciría la cantidad de humo blanco que se emite del escape de los vehículos.

 

“Al trabajar a la temperatura del entorno, estas sustancias conformadas por nanopartículas metálicas han demostrado que hacen más completa y eficiente la combustión”, expuso Zanella Specia.

 

Este desarrollo permite la oxidación del monóxido de carbono y los hidrocarburos no quemados en el proceso de combustión hasta CO2 y agua, así como la reducción de óxidos de nitrógeno a nitrógeno y H2O.

 

Bimetálicos

 

Los investigadores universitarios han desarrollado varios catalizadores de oro combinado con otros metales como plata, cobre, níquel, hierro e iridio.

 

Las nanopartículas áureas (de dos nanómetros) depositadas en óxidos han mostrado ser más eficientes que otros elementos. Sin tomar en cuenta que son más caros que el oro y poco abundantes en la corteza terrestre, el platino, el paladio y el rodio (normalmente usados en catálisis) transforman el monóxido de carbono en dióxido de carbono a temperaturas de entre 200 y 300 grados centígrados, mientras que aquél lo hace a temperatura ambiente o subambiente.

 

“De las formulaciones de los nanocatalizadores que hemos desarrollado —explicó Zanella Specia—, la mejor es la de oro-iridio, pero escalarla comercialmente es complicado, porque éste último metal es caro (más que el platino, el paladio y el rodio) y escaso en la corteza terrestre.”

 

Los investigadores están sustituyendo átomos de oro por otros de plata para generar un catalizador activo y, sobre todo, más estable a temperatura ambiente, y para hacerlo más durable han comenzado a  combinar oro con cobre y metales transicionales como iridio, níquel, hierro y cobre.

 

Además, al mezclar el óxido de titanio con óxidos de aluminio, cerio, hierro, silicio o estaño, modifican el soporte para generar óxidos mixtos.

 

 

Muy activos

 

Zanella Specia y sus colaboradores ya han hecho catalizadores activos, con una eficiencia igual o superior, en algunos casos, a la de los que se venden en el mercado.

 

“Para que puedan competir con los que se ofertan —aclaró el investigador— hay que mantener su estabilidad e impedir que las nanopartículas de oro se hagan grandes o que sobre ellas se formen carbonatos u otros compuestos que bloquean los sitios activos, porque entonces quedan desactivados.”

 

Cuando aquéllos funcionen por un periodo largo, estos nanocatalizadores podrán utilizarse comercialmente para abatir la contaminación atmosférica.

 

“Su aplicación tecnológica podría mejorar el desempeño del convertidor catalítico de los vehículos, que dura años: las fases activas (oro combinado con otro metal soportado en óxido de titanio o de cerio) podrían depositarse en un monolito formado por poros hexagonales, que es por donde fluyen los gases y se llevan a cabo las reacciones”, señaló Zanella Specia.

 

En casas y oficinas

 

Aplicados en sistemas de aire acondicionado o en otro tipo de dispositivos para hacer que el aire fluya constantemente, estos nanocatalizadores podrían abatir también la contaminación en casas, oficinas u otros ambientes cerrados.

 

“Al estar recirculando y como la transformación del monóxido de carbono en dióxido de carbono puede realizarse a temperatura ambiente, el aire se purificaría.”

 

Asimismo, ayudarían a que la gran cantidad de ozono generado en las oficinas por las impresoras láser y las fotocopiadoras se transformara en oxígeno.

 

“Sólo habría que poner uno de nuestros nanocatalizadores en un pequeño dispositivo que hace correr el aire”, apuntó el investigador.

 

Otros proyectos

 

Los investigadores del CCADET trabajan en dos proyectos que forman parte del Programa Universitario de Nanotecnología Ambiental y que son financiados por la UNAM y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.

 

El primero se relaciona con catalizadores que permitan tratar aguas contaminadas con productos químicos. Así, estudian diversas reacciones catalíticas y fotocatalíticas para degradar (oxidar) tres contaminantes específicos: fenoles, 4 clorofenol y metil terbutil éter.

 

El segundo proyecto, se relaciona con catalizadores que hacen posible generar combustibles limpios, como el hidrógeno.

 

 

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