Un catalizador desarrollado recientemente con Las "balsas" de tamaño atómico hacen un mejor trabajo que la tecnología actual para limpiar las emisiones de los motores de gas natural.

La obra, reportado en Catálisis de la naturaleza , podría hacer que la tecnología de gas natural sea más limpia y viable para los camiones, vehículos todo terreno y equipos de propulsión. Los investigadores desarrollaron "balsas" catalizadoras de óxido de paladio (Pd) que se mantienen unidos con átomos individuales de platino. Su catalizador es eficaz para limpiar el gas natural y permite que la reacción catalítica sea más tolerante al vapor de agua. reducir la cantidad de metano no quemado que se emitiría.

Si bien los motores de gas natural son más limpios que los motores de gasolina o diésel, creando aproximadamente un 25% menos de emisiones de dióxido de carbono y menos contaminación por partículas, emiten metano no quemado porque sus convertidores catalíticos de emisiones de escape no son eficientes a bajas temperaturas. Se demostró que el nuevo desarrollo funciona a velocidades de reacción más altas que la tecnología actual.

"Las mejoras en la eficiencia energética tienen que ir de la mano con las tecnologías de postratamiento, "dijo Yong Wang, Voiland, profesor distinguido en la Facultad de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene y Linda Voiland de la Universidad Estatal de Washington y uno de los autores correspondientes del artículo. "En la actualidad, La combustión de metano para generar energía no es capaz de utilizar la tecnología de combustión más eficiente. Entonces funciona pero hay margen para mejorar aún más esa eficiencia ".

El equipo fue dirigido por investigadores de WSU y la Universidad de Nuevo México con varios colaboradores en los Estados Unidos, Unión Europea y China.

Si bien no se usa tan ampliamente en los EE. UU., Los motores de gas natural se utilizan comúnmente en vehículos en todo el mundo. especialmente en China, Irán e India. Porque son menos contaminantes que los motores diesel, a menudo se utilizan en camiones y autobuses en áreas urbanas. Los motores de gas natural también se utilizan en la industria del gas para hacer funcionar miles de compresores que bombean gas natural a los hogares de las personas.

Sin embargo, Estos vehículos propulsados ​​por gas natural emiten metano no quemado porque sus convertidores catalíticos de emisiones de escape no son eficientes a bajas temperaturas. Cuanto más eficientemente funcionen los motores y más limpios se quemen, cuanto más baja se vuelve la temperatura de escape y peor se comportan los catalizadores en la limpieza de contaminantes. Metano no quemado del motor, en particular, es un potente gas de efecto invernadero que es aproximadamente 25 veces peor que el dióxido de carbono, contribuyendo al cambio climático.

Es más, uno de los subproductos de la combustión del metano es el agua, y los catalizadores convencionales son "notoriamente malos" cuando se trata de trabajar en presencia de agua, dijo Wang. El combustible más limpio que quema termina actuando contra sí mismo al eliminar los contaminantes.

En comparación con los catalizadores de uso típico hechos de nanopartículas de óxido de Pd, las balsas que desarrollaron los investigadores proporcionan una mejor tolerancia al vapor de agua con una mejor reactividad.

"El platino (Pt) fuertemente unido puede servir como un sitio de nucleación para los átomos metálicos añadidos, "dijo Abhaya K. Datye, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la UNM y uno de los autores correspondientes de este estudio. "Utilizando átomos de Pt atrapados, pudimos demostrar la formación de balsas bidimensionales de óxido de Pt y de Pd que modifican el estado de oxidación y la reactividad de la fase activa ".

"Los cálculos de nuestra teoría sugirieron que la balsa no disocia fácilmente el agua, inhibiendo así el efecto adverso del envenenamiento por agua en la catálisis de la oxidación del metano, "dijo Hua Guo, profesor del Departamento de Química y Biología Química de la UNM.