Un equipo dirigido por ingenieros de UC Riverside ha desarrollado un catalizador para eliminar una sustancia química peligrosa del agua en la Tierra que también podría hacer que el suelo marciano sea más seguro para la agricultura y ayudar a producir oxígeno para los exploradores humanos de Marte.

Perclorato, un ion negativo que consiste en un átomo de cloro unido a cuatro átomos de oxígeno, ocurre naturalmente en algunos suelos de la Tierra, y es especialmente abundante en suelo marciano. Como potente oxidante, El perclorato también se fabrica y se utiliza en combustible sólido para cohetes, fuegos artificiales, pertrechos, iniciadores de airbag para vehículos, fósforos y bengalas de señales. Es un subproducto de algunos desinfectantes y herbicidas.

Debido a su ubicuidad tanto en el suelo como en los bienes industriales, el perclorato es un contaminante común del agua que causa ciertos trastornos de la tiroides. El perclorato se bioacumula en los tejidos de las plantas y una gran cantidad de perclorato que se encuentra en el suelo marciano podría hacer que los alimentos cultivados allí no sean seguros para comer. limitando el potencial de asentamientos humanos en Marte. El perclorato en el polvo marciano también podría ser peligroso para los exploradores. Los métodos actuales para eliminar el perclorato del agua requieren condiciones adversas o un proceso enzimático de varios pasos para reducir el estado de oxidación del elemento cloro en el ion cloruro inofensivo.

Estudiante de doctorado Changxu Ren y Jinyong Liu, profesor asistente de ingeniería química y ambiental en la Facultad de Ingeniería Marlan y Rosemary Bourns de UC Riverside, se inspiró en la naturaleza para reducir el perclorato en el agua a presión y temperatura ambiente en un simple paso.

Ren y Liu notaron que los microbios anaeróbicos usan molibdeno en sus enzimas para reducir el perclorato y recolectar energía en ambientes sin oxígeno.

"Los esfuerzos anteriores en la construcción de un catalizador químico de molibdeno para la reducción de perclorato no han tenido éxito, "Dijo Liu." Muchos otros catalizadores metálicos requieren condiciones severas o no son compatibles con el agua ".

Los investigadores intentaron emular el complicado proceso de reducción de perclorato microbiano con un enfoque simplificado. Encontraron simplemente mezclando un fertilizante común llamado molibdato de sodio, un ligando orgánico común llamado bipiridina para unir el molibdeno, y un catalizador de activación de hidrógeno común llamado paladio sobre carbono, produjeron un poderoso catalizador que descomponía rápida y eficientemente el perclorato en agua utilizando gas hidrógeno a temperatura ambiente sin que hubiera combustión involucrada.

"Este catalizador es mucho más activo que cualquier otro catalizador químico informado hasta la fecha y reduce más del 99,99% del perclorato en cloruro independientemente de la concentración inicial de perclorato, "Dijo Ren.

El nuevo catalizador reduce el perclorato en un amplio rango de concentración, desde menos de 1 miligramo por litro hasta 10 gramos por litro. Esto lo hace adecuado para su uso en varios escenarios, incluida la rehabilitación de aguas subterráneas contaminadas, el tratamiento de aguas residuales muy contaminadas de la fabricación de explosivos, y hacer que Marte sea habitable.

"Un conveniente sistema de reducción catalítica puede ayudar a recolectar oxígeno gaseoso del perclorato lavado del suelo marciano cuando el catalizador se combina con otros procesos, "Dijo Liu.

El papel, "Un catalizador de molibdeno bioinspirado para la reducción de perclorato acuoso, "fue publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .