Químicos pioneros en la reducción de emisiones de carbono
"Mi equipo y yo hemos trabajado duro para encontrar formas más sostenibles de separar, purificar y atrapar el etileno..."
La producción de etileno es uno de los procesos químicos más importantes que se utilizan hoy en día, con unos 300 millones de toneladas métricas de este pequeño producto químico producidas cada año. El gas etileno se utiliza para crear artículos cotidianos como bolsas de la compra y envases de plástico.
Rasika Dias, catedrática de Química y Bioquímica de la Universidad de Texas en Arlington.
Photo courtesy University of Texas at Arlington
Sin embargo, la producción de etileno consume enormes cantidades de energía; según algunas estimaciones, los métodos utilizados para purificar gases como el etileno son responsables de alrededor del 0,8% de las emisiones totales de carbono del mundo. El etileno debe separarse de los subproductos no deseados mediante el craqueo al vapor, un proceso que descompone los hidrocarburos al refinar el petróleo o el gas natural.
Un equipo de químicos de la UTA dirigido por Rasika Dias, profesora y catedrática de Química y Bioquímica de la Universidad de Texas en Arlington, ha hallado un método que podría hacer más sostenibles estos procesos. En los resultados publicados recientemente en la revista Chemical Science, Dias informa sobre un tipo de material que contiene plata y que puede absorber etileno en estado sólido, al tiempo que experimenta cambios notables en su estructura. Estas moléculas cambiantes podrían dar lugar a formas sostenibles de capturar, purificar y liberar etileno gaseoso.
Este nuevo hallazgo es tan importante que los editores de Chemical Science, la revista insignia de la Royal Society of Chemistry, han decidido publicarlo en la portada de su último número.
"Mi equipo y yo hemos trabajado duro para encontrar formas más sostenibles de separar, purificar y atrapar el etileno, ya que este producto químico tiene una gran importancia comercial para nuestra economía, desde la industria petroquímica hasta la agricultura", explica Dias.
El equipo de investigación estaba formado por el estudiante de postgrado de la UTA Devaborniny Parasar y el científico Mukundam Vanga, así como por colegas del Laboratorio Nacional Argonne de Argonne (Illinois), la Universidad Stony Brook de Stony Brook (Nueva York), la Universidad San Sabastián de Santiago de Chile y la Universidad Nacional Taras Shevchenko de Kiev (Ucrania).
"La magnitud y velocidad de los cambios estructurales que el etileno gaseoso propulsa sobre los sólidos que contienen iones de plata son increíbles y no se habían explorado con tanto detalle", afirma Dias. "También es un reto estabilizar moléculas con etileno sobre plata, ya que crean enlaces débiles entre sí. Este trabajo también arroja luz sobre nuestra tecnología de purificación del etileno basada en el cobre".
En esta investigación, el equipo utilizó técnicas innovadoras de difracción de rayos X de cristal único y de rayos X en polvo para obtener una comprensión clara del proceso "en vivo" en forma molecular, incluyendo ver las formas de las moléculas con y sin etileno. A continuación, los resultados del experimento se estudiaron mediante técnicas computacionales detalladas, que llevaron a la conclusión de que la plata y el etileno podían estabilizarse con éxito en diversas formas.
"Nuestra investigación es apasionante porque muestra por primera vez la química impulsada por el etileno en materiales sólidos y cristalinos", afirma Dias. "Aunque nuestro trabajo es preliminar, tiene enormes implicaciones sobre cómo podemos trabajar para que las materias primas para la creación de plásticos sean más respetuosas con el medio ambiente".
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