Un gran avance en la investigación de catálisis por parte de académicos de las universidades de St Andrews y Newcastle podría conducir al desarrollo de tecnología de motores diésel limpios y ayudar a combatir la contaminación del aire.

La catálisis es un proceso importante que sustenta la industria química y nos permite producir de manera eficiente los productos químicos que necesitamos. También nos permite limpiar la contaminación que de otro modo emitiríamos a la atmósfera. Los catalizadores son típicamente nanopartículas metálicas, a menudo metales del grupo del platino que se depositan finamente sobre un sustrato. La actividad y durabilidad del catalizador depende fundamentalmente de la interacción de las partículas con el sustrato.

En los últimos años, el equipo de la Universidad de St Andrews ha estado explorando nanopartículas metálicas preparadas por exsolución en la superficie de óxidos de perovskita y ha demostrado que estas estructuras permiten nuevas dimensiones en las tecnologías de catálisis y conversión y almacenamiento de energía debido a sus encajes, estructura bien anclada.

Ahora, trabajando en estrecha colaboración con investigadores de la Universidad de Newcastle, han demostrado que, contrariamente a la creencia general, las partículas exueltas no se vuelven a disolver en la perovskita subyacente tras la oxidación. En lugar de, pueden permanecer anclados en sus ubicaciones iniciales, y luego pueden sufrir más transformaciones químicas para alterar su composición, estructura y funcionalidad dramáticamente, conservando su disposición espacial inicial. Esto se conoce como "química en un punto".

Se ha demostrado la notable utilidad de las estructuras preparadas mediante este concepto en relación con la limpieza de los gases de escape de las emisiones de diésel. oxidando CO y NO simultáneamente durante cientos de horas de funcionamiento. El concepto representa un cambio radical en el diseño de catalizadores metálicos abundantes en tierra que rivalizan con el platino en reacciones de importancia práctica clave. sobre una base de peso, y también a temperaturas relevantes para las emisiones de escape.

Los hallazgos se publican hoy (30 de noviembre de 2017) en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza .

Académico principal, Profesor John Irvine de la Escuela de Química de St Andrews, dijo:“Este concepto de 'química en un punto' permite el diseño de partículas de óxido confinadas de composición diversa con una estabilidad superior y una amplia aplicabilidad de reactividad catalítica en procesos de energía limpia y remediación ambiental.

"En 2015, el Gobierno estimó que la exposición a NOx y las emisiones de material particulado de los motores diésel conducen a alrededor de 52, 000 muertes adicionales en el Reino Unido; los resultados de la investigación tienen implicaciones de gran alcance para el futuro del diésel limpio y la contaminación del aire ".