“Este trabajo tiene una motivación clara: la humanidad se está enfrentando al dilema de cómo solucionar el calentamiento global, problema que tiene entre sus causas, la emisión de gases de efecto invernadero, que no sólo se producen por el uso intensivo de los combustibles fósiles, sino también por la descomposición de desechos orgánicos” explica Pablo Lustemberg, investigador asistente del CONICET, quien desarrolla sus estudios en el Instituto de Física Rosario (IFIR, CONICET-UNR).
"Dry Reforming of Methane on a Highly-Active Ni-CeO2 Catalyst: Effects of Metal-Support Interactions on C−H Bond Breaking" es el trabajo teórico-experimental que fue llevado a cabo en colaboración con grupos de investigación de USA, España y el IFIR.
“Al descomponerse los desechos orgánicos, se generan los gases metano y dióxido de carbono que cuando son emitidos en grandes cantidades a la atmósfera, la contaminan” señala Lustemberg.
Dado que estos gases son constituyentes del gas natural, existen varias iniciativas tecnológicas para utilizarlos y transformarlos en otros productos químicos de alto valor agregado o en energía, reduciendo así sus efectos nocivos, y en relación a este punto, Lustemberg indica “Una de estas alternativas se la conoce como Reformado seco de metano, cuyos reactivos, en idéntica proporción, son los gases metano y dióxido de carbono que se transforman en “gas de síntesis” o “syngas” (CO + H2). Lamentablemente, está aceptado que esta reacción no ocurre en la realidad dado la gran estabilidad de ambos gases”.
Catalizadores
Hay una rama de la química y de la industria que desarrolla catalizadores, que son materiales que se encargan de acelerar reacciones químicas. “En particular, los objetivos buscados y obtenidos en este artículo es proponer un nuevo catalizador compuesto por pequeñas partículas de niquel (Ni) depositadas sobre un sustrato de dióxido de cerio (CeO2) dónde el Ni y el óxido activen al metano y al dióxido de carbono, respectivamente. Esto significa que se rompen los enlaces moleculares de los dos gases más fácilmente, para que después sus partes se combinen entre sí para formar syngas. Por otro lado, no se envenena con restos carbonosos producto de la activación del metano y así prolonga su vida útil” comentó el investigador, y añadió que en la actualidad, los catalizadores destinados a reutilizar los gases de efecto invernadero son económicamente costosos y tienen una vida útil corta.
“El trabajo no solo se demostró que este catalizador mejora la activación del metano, sino que también a nivel experimental no se detectaron señales de especies carbonosas residuales, es decir, el catalizador propuesto optimiza el Reformado seco de metano de una manera limpia y eficiente” apunta Lustemberg.
Si bien este estudio fue realizado a pequeña escala, y se encuadra dentro de la ciencia básica, pone a disposición de otros grupos de investigación las herramientas para el desarrollo de una futura aplicación industrial.
Autores:
Grupo Teórico:
Lustemberg, Pablo G. y Busnengo, H. Fabio, Instituto de Física Rosario (IFIR-CONICET), Rosario, Arg.
Carrasco, Javier,
CIC-Energigune, Álava, España.
Ganduglia-Pirovano, M. Verónica, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, Madrid, España.
Grupo Experimental:
Liu, Zongyuan y Luo, Si, Department of Chemistry, State University of New York at Stony Brook, Stony Brook, NY, USA
Zhou, Yinghui y Zhou, Jing; Department of Chemistry, University of Wyoming, Laramie, WY, USA
Crumlin, Ethan J., Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA
Grinter, David C.; Nguyen-Phan, Thuy-Duong; Waluyo, Iradwikanari; Stacchiola, Dario J.; Senanayake, Sanjaya D.y Rodriguez, José A.
Chemistry Department, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, USA
Por Ana Paradiso - CONICET Rosario