Un solo átomo de metal puede actuar como catalizador en la conversión de monóxido de carbono en CO2, reacción común en catalizadores para eliminar gases del escape de los automóviles.
Esta demostración de las universidades de Washington State y Tufts, publicada en la revista ‘Nature Catalysis’, podría mejorar el diseño del convertidor catalítico y también tiene importantes implicaciones en el campo de la catálisis computacional.
A medida que los motores se han vuelto más eficientes, su temperatura de combustión se ha reducido, lo que hace que sea más difícil para los convertidores catalíticos trabajar y crean, paradójicamente, emisiones más dañinas.
Las compañías de automoción han tenido problemas para cumplir con los estrictos estándares de emisiones que se dirigen a proteger la salud humana. Incluso, Volkswagen fue declarado culpable de haber desarrollado una solución de software para hacer trampa en las pruebas de emisiones.
Mientras estudiaban catalizadores de baja temperatura, los investigadores, dirigidos por Jean-Sabin McEwen, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Voiland de WSU, y Charles Sykes, profesor de Química en la Universidad de Tufts, se interesaron por átomos de metal único y su capacidad para actuar como catalizadores a temperaturas más bajas. «La mayoría de los químicos dañinos en su escape como monóxido de carbono y óxido de nitrógeno se emiten al arrancar el motor –detalla McEwen–. Cuanto menor es la temperatura, más difícil es neutralizar estos químicos dañinos».
De monóxido de carbono a dióxido de carbono
En su artículo, los científicos demostraron que la reacción puede funcionar con átomos de platino individuales en un soporte de óxido de cobre cerca de la temperatura ambiente. El átomo de platino contiene el monóxido de carbono mientras que el óxido de cobre suministra el oxígeno para convertirlo en dióxido de carbono.
«Este es un estudio de referencia que puede guiar el diseño de la próxima generación de convertidores catalíticos de baja temperatura», afirma Sykes. Dado que los convertidores catalíticos usan metales raros y costosos como el platino, la reducción del uso de esos elementos hasta el nivel de átomo individual también podría reducir los costos, agrega.
Su investigación también responde de manera concluyente a un debate de larga duración en el mundo científico sobre si un solo átomo de metal podría actuar como un catalizador para la oxidación de monóxido de carbono a dióxido de carbono a bajas temperaturas o si tal reacción requiere un grupo de átomos.
Fuente: europapress.es