Nuevo catalizador muy eficaz para la producción de propileno
Un innovador catalizador para la síntesis de propileno tiene beneficios potenciales para la industria química y el reciclaje de carbono
El propileno es un gas hidrocarburo incoloro e inflamable que constituye una importante materia prima para la producción de diversos productos petroquímicos. Debido a la creciente demanda y a la limitada oferta mundial, existe una gran necesidad de desarrollar tecnologías nuevas y eficientes para su producción.
Mecanismo de la acción catalítica. El platino convierte el propano (C3H8) en propileno (C3H6), mientras que el cobalto captura y activa el CO2. Cuando se mezcla con el indio y se fija en un soporte de óxido de cerio (CeO), la formación de propileno está ligada a la desoxigenación del CO2, y es específica del propano. Como subproductos se forman agua (H2O) y óxidos de carbono (COx).
Shinya Furukawa
(Izquierda) El catalizador de platino-cobalto-indio en forma de polvo; (Derecha) una micrografía electrónica del catalizador (estructura en el recuadro superior) sobre soporte de óxido de cerio (CeO2, estructura en el recuadro inferior).
Shinya Furukawa
Investigadores de la Universidad de Hokkaido han desarrollado un innovador catalizador para la producción de propileno que es altamente activo, selectivo, estable y utiliza el dióxido de carbono (CO2) de forma eficiente. Sus resultados se publican en la revista Nature Catalysis.
Una técnica prometedora para producir propileno es una reacción química, denominada deshidrogenación oxidativa, que utiliza elCO2 para convertir el gas propano en propileno mediante la eliminación del hidrógeno. Sin embargo, los catalizadores existentes para acelerar esta reacción química no son muy eficaces.
"El reto es desarrollar un catalizador que active ambos reactivos -el propano y elCO2- sin reacciones secundarias no deseadas. También tiene que ser estable y reutilizable a largo plazo", explica el ingeniero molecular de la Universidad de Hokkaido, Shinya Furukawa.
Para conseguirlo, Furukawa y sus colegas desarrollaron un catalizador hecho de tres metales diferentes (platino, cobalto e indio), cada uno de ellos elegido por sus propiedades específicas. El platino fue seleccionado como principal metal activo por su capacidad para romper los enlaces químicos entre el carbono y el hidrógeno, lo que permite la reacción de deshidrogenación. El cobalto acelera la captura y activacióndel CO2, mientras que el indio mejora la selectividad del catalizador. Los metales se fijaron a un soporte de óxido de cerio, un compuesto comúnmente utilizado en los convertidores catalíticos de los automóviles.
Los investigadores probaron la actividad del catalizador a 550 °C y compararon los resultados con los catalizadores existentes. También realizaron un estudio mecánico para comprender las funciones de los distintos componentes y descubrieron que el catalizador vincula la reacción de formación de propileno con la desoxigenación delCO2, y asegura que la actividad catalítica es específica para el propano; se forman agua y óxidos de carbono como subproductos. Además, descubrieron que el catalizador quintuplicaba aproximadamente la velocidad de reacción en comparación con los valores típicos registrados en otros sistemas. La reacción produjo una mayor proporción de propileno y utilizó másCO2 a 550°C en comparación con los catalizadores anteriores. El catalizador también mostró una buena estabilidad y reutilización a largo plazo.
"Hasta la fecha, no se ha demostrado que ningún otro catalizador presente simultáneamente una elevada actividad catalítica, selectividad, estabilidad y eficiencia de utilización delCO2. Nuestro material multifuncional cumple todos estos requisitos", afirma Furukawa.
Este estudio aporta nuevos conocimientos sobre el diseño de catalizadores altamente eficientes para la producción petroquímica, y tiene beneficios potenciales para el reciclaje de carbono y la reducción de gases de efecto invernadero".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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