Investigadores de la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de Tufts han demostrado por primera vez que un solo átomo de metal puede actuar como catalizador para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono, una reacción química que se usa comúnmente en convertidores catalíticos para eliminar gases nocivos del automóvilcansada.
La investigación, publicada hoy en la revista Catálisis de la naturaleza , podría mejorar el diseño del convertidor catalítico y también tiene implicaciones importantes en el campo de la catálisis computacional.
Superando temperaturas más bajas del motor
A medida que los motores se han vuelto más eficientes, su temperatura de combustión se ha reducido, lo que dificulta el trabajo de los convertidores catalíticos y crea, paradójicamente, más emisiones dañinas. Las compañías automotrices han luchado por cumplir con los estrictos estándares de emisiones que tienen como objetivo proteger la salud humana. Volkswagenincluso fue declarado culpable de haber desarrollado una solución de software para hacer trampa en las pruebas de emisiones.
Mientras estudiaban catalizadores de baja temperatura, los investigadores, dirigidos por Jean-Sabin McEwen, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Voiland de WSU, y Charles Sykes, profesor de química en la Universidad de Tufts, se interesaron en átomos de metales individuales ysu capacidad para actuar como catalizadores a temperaturas más bajas.
"La mayoría de los productos químicos nocivos en el escape, como el monóxido de carbono y el óxido de nitrógeno, se emiten al arrancar el motor", dijo McEwen. "Cuanto más baja es la temperatura, más difícil es neutralizar estos productos químicos nocivos".
monóxido de carbono a dióxido de carbono
En su artículo, los investigadores demostraron que la reacción puede funcionar con átomos de platino individuales en un soporte de óxido de cobre cerca de la temperatura ambiente. El átomo de platino único mantiene el monóxido de carbono en su lugar mientras el óxido de cobre suministra el oxígeno para convertirlo en dióxido de carbono.
"Este es un estudio de referencia que puede guiar el diseño de la próxima generación de convertidores catalíticos de baja temperatura", dijo Sykes.
Dado que los convertidores catalíticos usan metales raros y caros como el platino, reducir el uso de esos elementos hasta el nivel de un solo átomo también podría reducir los costos, agregó.
Su investigación también responde de manera concluyente a un debate de larga data en el mundo científico sobre si un solo átomo de metal podría actuar como un catalizador para la oxidación de monóxido de carbono a dióxido de carbono a bajas temperaturas o si tal reacción requiere un grupo de átomos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Siddharth Vodnala. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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