El investigador de la Universidad de Tufts, Charles Sykes, ha demostrado por primera vez que un solo átomo de metal puede actuar como catalizador para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono, una reacción química que se usa comúnmente en los convertidores catalíticos para eliminar los gases nocivos del escape de los automóviles. Crédito:Universidad de Tufts
Investigadores de la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de Tufts han demostrado por primera vez que un solo átomo de metal puede actuar como catalizador para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono. una reacción química que se usa comúnmente en los convertidores catalíticos para eliminar los gases nocivos del escape de los automóviles.
La investigación, publicado hoy en la revista Catálisis de la naturaleza , podría mejorar el diseño del convertidor catalítico y también tiene importantes implicaciones en el campo de la catálisis computacional.
Superar las bajas temperaturas del motor
A medida que los motores se han vuelto más eficientes, su temperatura de combustión ha bajado, dificultando el trabajo de los convertidores catalíticos y creando, paradójicamente, emisiones más nocivas. Las compañías de automóviles han luchado por cumplir con estrictos estándares de emisiones que tienen como objetivo proteger la salud humana. Volkswagen incluso fue declarado culpable de haber desarrollado una solución de software para hacer trampa en las pruebas de emisiones.
Mientras estudiaba los catalizadores de baja temperatura, los investigadores, dirigido por Jean-Sabin McEwen, profesor asistente en la Escuela Voiland de Ingeniería Química y Bioingeniería de WSU, y Charles Sykes, profesor de química en la Universidad de Tufts, se interesó en los átomos de un solo metal y su capacidad para actuar como catalizadores a temperaturas más bajas.
"La mayoría de los productos químicos nocivos de los gases de escape, como el monóxido de carbono y el óxido de nitrógeno, se emiten al arrancar el motor. "dijo McEwen." Cuanto menor sea la temperatura, más difícil es neutralizar estos químicos dañinos ".
Monóxido de carbono a dióxido de carbono
En su papel los investigadores demostraron que la reacción puede funcionar con átomos de platino individuales sobre un soporte de óxido de cobre cerca de la temperatura ambiente. El único átomo de platino mantiene el monóxido de carbono en su lugar, mientras que el óxido de cobre suministra el oxígeno para convertirlo en dióxido de carbono.
"Este es un estudio de referencia que puede orientar el diseño de la próxima generación de convertidores catalíticos de baja temperatura, "dijo Sykes.
El investigador de la Universidad Estatal de Washington, Jean-Sabin McEwen, ha demostrado por primera vez que un solo átomo de metal puede actuar como catalizador para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono. una reacción química que se usa comúnmente en los convertidores catalíticos para eliminar los gases nocivos del escape de los automóviles. Crédito:Universidad Estatal de Washington
Dado que los convertidores catalíticos utilizan metales raros y caros como el platino, Reducir el uso de esos elementos hasta el nivel de un solo átomo también podría reducir los costos, añadió.
Su investigación también responde de manera concluyente a un debate de larga data en el mundo científico sobre si un solo átomo de metal podría actuar como catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en dióxido de carbono a bajas temperaturas o si tal reacción requiere un grupo de átomos.
