Un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Munich (TUM) dirigido por el químico Johannes Lercher ha desarrollado un proceso de síntesis que aumenta drásticamente la actividad de los catalizadores para la desulfuración del petróleo crudo. Quizás el nuevo proceso también podría utilizarse para catalizadores en pilas de combustible.

El petróleo crudo contiene una gran cantidad de azufre. Para convertir el crudo en combustible, los compuestos de azufre deben eliminarse con hidrógeno. Los expertos llaman a este proceso hidrotratamiento. El proceso se lleva a cabo utilizando catalizadores.

Bajo el liderazgo del Prof. Johannes Lercher y el Dr. Hui Shi, Un equipo de investigadores de la Cátedra de Tecnología Química de la Universidad Técnica de Múnich ha desarrollado un proceso para aumentar la actividad de estos catalizadores muchas veces al tratar de antemano los sulfuros metálicos catalíticamente activos con ácido clorhídrico concentrado.

Importante para el medio ambiente

El hidrotratamiento es uno de los procesos catalíticos más importantes, tanto en lo que respecta a la cantidad de catalizador utilizado como a la cantidad de materia prima procesada. Con hidrógeno a alta presión, Las impurezas como los compuestos de azufre o nitrógeno se eliminan del petróleo crudo de la forma más completa posible.

"Este tipo de impurezas se quemarían más tarde para formar dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, lo que daría lugar a efectos negativos sobre el medio ambiente, especialmente la calidad del aire, "dice Manuel Wagenhofer, primer autor del estudio. Además, Los compuestos de azufre y nitrógeno también dañarían los metales preciosos en los convertidores catalíticos de los vehículos modernos. y reducir drásticamente su eficacia.

Un efecto asombroso del ácido clorhídrico.

Los químicos de TUM examinaron dichos catalizadores de sulfuro de metal mixto para determinar su efectividad en el hidrotratamiento al sintetizar primero sulfuros de níquel y molibdeno en varias etapas del proceso. y luego tratándolos con ácido.

"Fue sorprendente la cantidad de ácido clorhídrico concentrado que aumentó el rendimiento catalítico, ", dice Wagenhofer." El ácido clorhídrico mejora la accesibilidad de los centros activos en los catalizadores al eliminar los componentes menos activos, principalmente sulfuros de níquel. Más puro, y por tanto más activo, se forman sulfuros metálicos mixtos ".

Grandes ventajas para la investigación fundamental

Los resultados de los químicos de TUM también son muy importantes para la investigación fundamental. Los sulfuros de metales mixtos purificados también son más fáciles de examinar, científicamente.

"Por ejemplo, pudimos identificar y cuantificar los centros activos en los catalizadores que fueron tratados de esta manera, ", explica Lercher." Esto sólo fue posible porque la superficie ya no estaba cubierta de sulfuro de níquel ".

En principio, el tratamiento con ácido aparentemente podría usarse como un instrumento de investigación para una serie de catalizadores similares, para optimizar estos, por ejemplo, para su uso con aceites de materias primas renovables que se transformarán en combustibles respetuosos con el clima en el futuro mediante un proceso de refinado.

"Si comprendemos mejor los catalizadores de sulfuros metálicos mixtos, tal vez podamos mejorarlos considerablemente para usarlos en otros campos importantes del futuro, como la electrólisis de agua o las pilas de combustible de hidrógeno, "dice Johannes Lercher.