26.04.2021 - University of Tokyo

Síntesis química sostenible con platino

Un nuevo catalizador permite que la madera sustituya al petróleo en la síntesis de hidrocarburos

Los investigadores utilizaron compuestos de platino y aluminio para crear un catalizador que permite que determinadas reacciones químicas se produzcan con más eficacia que nunca. El catalizador podría reducir considerablemente el uso de energía en diversos procesos industriales y farmacéuticos. También permite alimentar los procesos con una gama más amplia de fuentes sostenibles, lo que podría reducir la demanda de combustibles fósiles que requieren.

Hay muchas sustancias químicas utilizadas en una amplia gama de industrias, incluida la farmacéutica, que probablemente no se notan en la vida cotidiana; por ejemplo, el benceno, el tolueno, el xileno y el etilbenceno, por nombrar algunos. Estos se crean en las plantas de producción química que utilizan petróleo para alimentar los procesos en cuestión. Pero ahora hay una forma de producir esos productos químicos de forma más sostenible.

El profesor adjunto Xiongjie Jin y la profesora Kyoko Nozaki del Departamento de Química y Biotecnología de la Universidad de Tokio y su equipo han creado un nuevo catalizador, un material que permite o acelera una reacción química específica, que permite una producción más sostenible de los llamados hidrocarburos aromáticos. En la actualidad, el proceso suele requerir temperaturas de 200 grados Celsius o más y presiones de 2 o más atmósferas. Pero con el nuevo catalizador del equipo, la temperatura puede reducirse a entre 100 y 150 grados Celsius, y la presión a sólo 1 atmósfera, o presión ambiente. Esto podría reducir enormemente el coste energético de la producción.

"Nuestro 'catalizador de Pt' utiliza nanopartículas de platino y un sustrato de metafosfato de aluminio, que rara vez se utiliza en los catalizadores", dijo Jin. "Las moléculas de origen que interactúan con este catalizador a la temperatura y presión adecuadas se descomponen en compuestos de hidrocarburos aromáticos útiles. Este proceso se denomina hidrogenólisis. Pero lo más emocionante para nosotros no es sólo que el catalizador mejore la eficiencia de la reacción, sino que abre nuevas opciones para los tipos de materiales de origen que ahora pueden utilizarse en estos procesos."

En la actualidad se utilizan sustancias no renovables basadas en el petróleo para crear hidrocarburos aromáticos, y esto no es un escenario sostenible a largo plazo. El catalizador de Pt permite utilizar biomasa leñosa renovable como material de partida, en particular una familia de compuestos conocidos como ligninas, que contienen fenoles, la base de las reacciones en cuestión. Otra ventaja del catalizador de Pt es que puede reciclarse y reutilizarse varias veces. Todos estos factores combinados podrían conducir a una forma mucho más sostenible de producir hidrocarburos aromáticos a escala industrial.

"Esperamos que nuestro estudio contribuya a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (de las Naciones Unidas) al fabricar productos químicos de importancia industrial a partir de recursos renovables en lugar de petróleo, y con un menor coste energético", afirma Jin. "Nuestros próximos pasos serán aumentar aún más la vida útil del catalizador de Pt y también hacer que el catalizador funcione directamente sobre las ligninas, mitigando la necesidad de descomponerlas en fenoles antes de que se produzcan las reacciones".

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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