Boletín UNAM-DGCS-305
Ciudad Universitaria
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
“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.
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.
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.
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.
Los investigadores del CCADET trabajan en dos proyectos que forman
parte del Programa Universitario de Nanotecnología Ambiental y que son
financiados por
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.
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