El metano está presente en el gas natural que es muy abundante en la corteza terrestre y ha encontrado muchos usos en aplicaciones modernas, principalmente como combustible ardiente. Alternativamente, el metano se puede convertir en una mezcla útil de hidrógeno y monóxido de carbono, llamada "gas de síntesis ", por reacción con dióxido de carbono en lo que se conoce como reformado en seco de metano DRM. Esta reacción DRM se denomina" cuesta arriba "porque requiere el consumo de energía externa; los reactores térmicos deben estar a una temperatura alta demás de 800 ° C para una conversión eficiente. Alcanzar temperaturas tan altas requiere quemar otros combustibles, lo que resulta en emisiones masivas de gases de efecto invernadero, que son la principal causa del cambio climático. Además, el uso de altas temperaturas también provoca la desactivación de los catalizadores comúnmente utilizadosdebido a la agregación y la precipitación de carbono llamada coquización.
En lugar de lidiar con tales inconvenientes de los sistemas de catálisis térmica para la reacción DRM, los investigadores han intentado impulsar la conversión de metano a temperaturas dramáticamente más bajas utilizando fotocatalizadores activados por la luz. Aunque se han propuesto varios materiales similares a los fotocatalizadores, ha resultado difícilobtener un rendimiento de conversión aceptable a bajas temperaturas.
Afortunadamente, un equipo de investigadores, incluido el Prof. Mashiro Miyauchi, identificó una combinación prometedora de materiales que pueden actuar como un fotocatalizador efectivo para la conversión de metano en gas de síntesis. Más específicamente, los investigadores encontraron que el titanato de estroncio combinado con nanopartículas de rodio convertían metanoy dióxido de carbono en gas de síntesis bajo irradiación de luz a temperaturas mucho más bajas que las requeridas en los reactores térmicos.
Los investigadores determinaron que el fotocatalizador propuesto no solo era mucho más estable que los catalizadores previamente probados, sino que también evitaba otros problemas, como la agregación agrupamiento y la coquización "hollín" de las partículas de catalizador. Lo más importante,como declaró el Prof. Miyauchi, "El fotocatalizador propuesto nos permitió superar ampliamente las limitaciones de los catalizadores térmicos, produciendo un alto rendimiento para la producción de gas sintético".
Los investigadores también aclararon los mecanismos físicos por los cuales el fotocatalizador propuesto conduce a una conversión mejorada de metano. Esta idea es especialmente importante debido a las implicaciones que tiene para otros tipos de reacciones de metano. El sistema actual requiere irradiación de luz ultravioleta UV, que es solo una pequeña parte de la luz solar. Sin embargo, "el presente estudio proporciona una forma estratégica de realizar reacciones cuesta arriba usando metano y crea una conexión entre la industria de combustibles fósiles y las aplicaciones de energía renovable. Ahora estamos desarrollando la luz visible-sistema sensible ", concluye el Prof. Miyauchi. Es de esperar que estos hallazgos conduzcan a desarrollos más ecológicos y ayuden a reducir las emisiones de carbono en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :