Los investigadores han desarrollado una forma de usar menos platino en las reacciones químicas que se usan comúnmente en las industrias de energía limpia, productos químicos verdes y automotriz, según un documento publicado en ciencia .
Dirigidos por la Universidad de Nuevo México en colaboración con la Universidad Estatal de Washington, los investigadores desarrollaron un enfoque único para atrapar átomos de platino que mejora la eficiencia y la estabilidad de las reacciones.
El platino se usa como catalizador en muchos procesos de energía limpia, incluidos los convertidores catalíticos y las celdas de combustible. El metal precioso facilita las reacciones químicas para muchos productos y procesos de uso común, como la conversión de monóxido de carbono venenoso en dióxido de carbono menos dañino en los convertidores catalíticos.
Debido a su costo y escasez, las industrias buscan continuamente usar menos y desarrollar catalizadores que utilicen más eficientemente átomos de platino individuales en sus reacciones. Sin embargo, a altas temperaturas, los átomos se vuelven móviles y vuelan juntos en grupos, lo quereduce la eficiencia del catalizador y afecta negativamente su rendimiento. Esta es la razón principal por la cual los convertidores catalíticos deben ser probados regularmente para asegurar que no sean menos efectivos con el tiempo.
"Los metales preciosos se usan ampliamente en el control de emisiones, pero siempre existen los problemas de cómo utilizarlos mejor y mantenerlos estables", dijo Yong Wang, profesor distinguido de Voiland en la Escuela de Ingeniería Química Gene y Linda Voiland yBioingeniería y coautor del artículo: "Desea utilizar la menor cantidad posible para lograr sus objetivos, pero normalmente es difícil mantener los átomos altamente dispersos en condiciones de trabajo".
La Universidad de Nuevo México y el equipo de investigación de WSU desarrollaron un método para capturar los átomos de platino que los mantiene estables y les permite continuar su actividad catalizadora. Los investigadores utilizaron un material de fabricación de uso común y económico, conocido como óxido de cerio, para crearuna pequeña trampa a nanoescala. Conformaron el óxido de cerio en varillas y poliedros de tamaño nanométrico, que parecen pequeños pedazos de caramelo de roca, para capturar los átomos de platino. Con sus grandes superficies y un número suficientemente alto de defectos, el cerioLas nano-formas de óxido pueden capturar los átomos de platino en sus superficies y evitar que se agrupen, de modo que el platino pueda continuar haciendo su trabajo.
"La técnica de captura de átomos debería ser ampliamente aplicable para preparar catalizadores de un solo átomo", dijo Abhaya Datye, profesora de ingeniería química y biológica de los regentes distinguidos de la Universidad de Nuevo México, que dirigió el estudio ". Es notableque simplemente combinar la ceria con un catalizador de platino fue suficiente para permitir la captura de los átomos y retener el rendimiento del catalizador.
"Aún más sorprendente es que el proceso de captura ocurre al calentar el catalizador a altas temperaturas, precisamente las condiciones utilizadas para el envejecimiento acelerado de estos catalizadores", agregó.
Agregar el óxido de cerio al catalizador también es un proceso simple, sin necesidad de precursores exóticos.
"Este trabajo proporciona los principios rectores, para que la industria pueda diseñar catalizadores para utilizar mejor los metales preciosos y mantenerlos mucho más estables", agregó Wang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Tina Hilding. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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