Nanocientíficos de la Universidad de Utrecht han ideado una forma nueva y prometedora de fabricar catalizadores en los que la cantidad de metales preciosos necesarios se reduce en un factor de 10. Esos metales preciosos son escasos, pero esenciales en muchos procesos químicos sostenibles existentes y futuros. La publicación apareció el 8 de julio en Science .

Los metales preciosos como el platino se utilizan ampliamente en la industria y en la vida diaria. La aplicación más conocida actualmente se encuentra en el catalizador de gases de escape de los automóviles para limpiar los gases de combustión del motor. Pero los metales preciosos también serán necesarios en el futuro para lograr una sociedad más sostenible, por ejemplo, para la producción y el consumo de hidrógeno, un importante vector energético del futuro.

Pero la cantidad de metales preciosos en el mundo es muy limitada, por lo que es un gran desafío reducir las cantidades necesarias. Doctor. El investigador Luc Smulders del Instituto Debye para la Ciencia de los Nanomateriales de la Universidad de Utrecht dice que "las existencias mundiales de platino se estiman en 70 000 toneladas, lo que equivale a unos 10 gramos por habitante del mundo. Una celda de combustible en un automóvil, para producir energía eléctrica a partir de hidrógeno para el motor eléctrico ya requiere alrededor de 10 gramos de platino. Esto da una idea de la necesidad de usar el platino de la manera más efectiva posible".

Aplicación de platino a la zeolita con precisión

Junto con un ex becario postdoctoral en el mismo instituto, Kang Cheng, Smulders, bajo la supervisión del profesor emérito Krijn de Jong, investigó cómo se puede usar el platino en catalizadores de la manera más efectiva posible. De Jong dice que "los catalizadores en este estudio contienen dos funciones activas, a saber, un metal, platino, y una función ácida, una zeolita. Clásicamente, el metal precioso se ahorra haciendo que las partículas de platino sean lo más pequeñas posible. Partículas tan pequeñas, también llamadas nanopartículas, tienen una mayor proporción de área superficial por unidad de volumen".

Los químicos de Utrecht ahora han seguido un camino completamente diferente. Utilizando técnicas de síntesis especiales, colocaron las partículas de platino con precisión en relación con otro material activo presente en el catalizador. Smulders dice que "por lo general, las nanopartículas en los catalizadores se distribuyen al azar sobre el material. Descubrimos que el efecto catalítico del platino es tan bueno, y se necesita mucho menos, si solo se aplica a la superficie de los cristales de zeolita, en lugar de dentro o junto a la zeolita".

A escala industrial en dos años

De Jong dice que "esto significa que solo se necesita una décima parte de la cantidad de platino sin afectar el rendimiento del catalizador". El trabajo es, por tanto, un gran avance para utilizar los metales preciosos muchas veces más eficientemente en catalizadores, y posiblemente también en otras aplicaciones que son fundamentales para lograr una sociedad más sostenible. Los investigadores esperan que sea posible utilizar la técnica a escala industrial en los procesos existentes dentro de uno o dos años. + Explora más

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