05.04.2022 - University of Pennsylvania

¿Cómo se forma la neblina?

El hollín como fuente sorprendente de radicales hidroxilos creadores de bruma: nuevas perspectivas para la purificación del aire y la industria energética

La neblina se forma cuando un cóctel de varios contaminantes gaseosos se oxida y forma partículas que difunden la luz solar. Este proceso está mediado principalmente por los radicales hidroxilos (OH), y los investigadores han descubierto ahora una nueva vía para su formación. Este mecanismo de formación de radicales recién descubierto podría ofrecer también nuevas perspectivas para la purificación del aire y la industria energética, como muestra el estudio publicado en Angewandte Chemie.

La neblina está formada por partículas finas que contienen hollín. Se forma cuando los contaminantes gaseosos, procedentes de emisiones industriales, escapes de vehículos y otras fuentes, se convierten en materia condensable. "Esta condensación se acelera notablemente bajo la acción de los radicales OH", afirma Joseph S. Francisco, de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia (EE UU), coautor del estudio.

Las fuentes conocidas de radicales OH, como el óxido de nitrógeno y el ozono, sólo explican en parte las grandes neblinas que siguen produciéndose en regiones afectadas por la bruma, como las megalópolis del este y el sur de Asia.

En colaboración, los equipos de Hong He, de la Academia China de Ciencias, Xiao Cheng Zeng, de la Universidad de Nebraska-Lincoln (EE UU), y Francisco han estudiado ahora la actividad química de las partículas de hollín. El hollín procede de los gases de escape de los motores diésel o se propaga por las prácticas de tala y quema o los incendios forestales. Sin embargo, hasta la fecha, las partículas de hollín formadas por carbono no quemado se han considerado más como un sumidero de radicales hidroxilo que como una fuente.

A pesar de ello, los nuevos experimentos de Francisco y su equipo demostraron que las partículas de hollín pueden producir radicales OH si el aire y el vapor de agua pasan por encima de las partículas mientras son irradiadas con luz.

Sin embargo, se esperaba que las especies de hidroxilo formadas en este proceso no abandonaran la superficie del hollín y volvieran a reaccionar rápidamente. Sin embargo, los cálculos energéticos demostraron que los hidroxilos mostraban "rasgos de vagabundeo", como afirmaron los autores: migraban sobre la superficie, abandonándola finalmente.

Los resultados de su estudio llevaron al equipo a la conclusión de que las partículas de hollín desempeñan un papel activo en la formación del smog. Pero los investigadores no se detienen ahí: dado que parece que la radiación de la luz es suficiente para descomponer las moléculas de agua en radicales, este material podría utilizarse potencialmente para desarrollar carbocatalizadores sin metales. Estos catalizadores basados en el hollín podrían ayudar a purificar el aire de contaminantes como el óxido de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles (COV), o podrían utilizarse para generar energía química a partir de la energía luminosa. Esto podría allanar el camino hacia una forma de fotosíntesis artificial respetuosa con el medio ambiente.

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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