Tecnologías de ingeniería química podrían emplear metales líquidos como catalizadores ecológicos
Los investigadores han dado a conocer un método innovador que aprovecha metales líquidos para transformar y “ecologizar” la industria química. Esta innovadora técnica podría sustituir a los métodos de alto consumo energético arraigados a principios del siglo XX, lo que supondría un cambio muy necesario respecto a los catalizadores sólidos.
Emisiones de gases de efecto invernadero
La fabricación de productos químicos contribuye a las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, que representan aproximadamente entre el 10 y el 15% del total. Además, las fábricas químicas consumen más del 10% de la energía mundial. Los investigadores han explorado los metales líquidos como alternativa sostenible para hacer frente a este reto medioambiental.
El paradigma de la catálisis
Este estudio, dirigido por el profesor Kourosh Kalantar-Zadeh, director de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Sídney, y la doctora Junma Tang, que trabaja conjuntamente en la Universidad de Sídney y la UNSW, introduce un novedoso enfoque de la catálisis.
Cuestiona el uso convencional de catalizadores de materiales sólidos en los procesos químicos de producción de plásticos, fertilizantes, combustibles y materias primas.
Metales líquidos: Un cambio de juego
Los procedimientos sólidos de producción química son famosos por su alto consumo energético, ya que a menudo requieren temperaturas de hasta mil grados centígrados. Por el contrario, el nuevo método aprovecha la movilidad única de los metales líquidos, en concreto el estaño y el níquel.
Estos metales líquidos pueden migrar a la superficie de otros metales líquidos, facilitando las interacciones con moléculas de entrada como el aceite de canola. Así se transforman las moléculas de aceite de canola en cadenas orgánicas más pequeñas, incluido el propileno, un combustible de alto valor energético esencial para diversas industrias.
Una promesa de eficiencia energética
El profesor de la Universidad Kalantar-Zadeh subraya el potencial de ahorro energético de este método y destaca que la industria química podría reducir el consumo de energía y hacer más ecológicas las reacciones químicas.
Si tenemos en cuenta que el sector químico puede contribuir a más del 20% de las emisiones de aquí a 2050, esta innovación es un paso importante para mitigar el impacto medioambiental de la industria.
Las ventajas de los metales líquidos
En comparación con los sólidos, los metales líquidos ofrecen claras ventajas debido a su disposición más aleatoria de los átomos y a su mayor libertad de movimiento. Son capaces de catalizar reacciones químicas a temperaturas mucho más bajas, lo que reduce la energía necesaria.
En la investigación, el níquel y el estaño de alto punto de fusión se disolvieron en un metal líquido a base de galio con un punto de fusión tan bajo como 30° centígrados.
La investigación permite acceder a catalizadores de átomo único, que ofrecen una notable ventaja a la industria química. Estos catalizadores tienen la mayor superficie accesible para la catálisis.
La formulación desarrollada en este estudio puede utilizarse en otras reacciones químicas empleando procesos a baja temperatura. Este enfoque podría revolucionar la eficiencia energética de la industria y su impacto medioambiental, marcando un cambio de paradigma hacia una fabricación química más ecológica.
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