Ensuciarse para limpiar el impacto ambiental de la industria química

Las reacciones químicas en el agua pueden acelerarse drásticamente añadiendo un material resistente al agua a un electrodo

14.05.2024
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La industria química mundial es una de las principales consumidoras de combustibles fósiles y contribuyentes al cambio climático; sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Curtin ha identificado cómo el sector podría limpiar sus credenciales ecológicas ensuciándose.

La mayoría de las reacciones químicas en las que intervienen la electricidad y materiales orgánicos no pueden llevarse a cabo de forma eficiente utilizando agua porque los materiales orgánicos no se disuelven bien, lo que obliga a la industria a emplear combustibles fósiles para proporcionar calor en lugar de electricidad o a utilizar sustancias alternativas al agua, que añaden riesgos medioambientales y de seguridad.

Sin embargo, un equipo de investigadores dirigido por la profesora asociada Simone Ciampi, de la Facultad de Ciencias Moleculares y de la Vida de Curtin, ha descubierto que las reacciones químicas en el agua pueden acelerarse drásticamente añadiendo un material resistente al agua a un electrodo, un proceso conocido como "ensuciamiento".

"El ensuciamiento va totalmente en contra de la sabiduría convencional, que dice que hay que tener instrumentos limpios para que los procesos que utilizan un electrodo sean lo más eficientes posible", explica el profesor Ciampi.

"Pero cuando añadimos materiales resistentes al agua, como plástico o aceite, descubrimos que las reacciones se producen en estas zonas hasta seis veces más rápido que en las zonas "limpias" del electrodo.

"Incluso el uso de un pegamento doméstico mejoró la velocidad de reacción en un 22%.

El codirector del estudio y doctorando Harry Rodríguez explicó que la clave estaba en que el material orgánico se sentía atraído por otros materiales resistentes al agua.

"Si el material es hidrófobo (es decir, no le gusta el agua), querrá salir, por lo que se verá atraído por un entorno hidrófobo como el aceite, el plástico o el pegamento de un electrodo", explicó.

Rodríguez afirmó que la industria química está dispuesta a utilizar agua siempre que sea posible, a pesar de las dificultades.

"Si se fabricaran productos químicos orgánicos en agua con los métodos industriales actuales, el rendimiento sería muy bajo", afirmó.

"Pero las empresas siguen queriendo utilizar agua si es viable, porque los productos químicos que utilizan actualmente para estas reacciones son caros e inflamables, por lo que existen preocupaciones y posibles complicaciones sobre la seguridad y el almacenamiento".

"Además de las ventajas medioambientales, el uso del agua evita muchos de estos problemas".

Según el profesor Ciampi, pasará algún tiempo antes de que el método pueda reproducirse a gran escala, pero el camino hacia una industria química más limpia podría acelerarse colaborando con otras áreas de conocimiento.

"Por ejemplo, la industria minera utiliza continuamente burbujas para separar minerales", explica.

"Hay una gran cantidad de conocimientos ahí fuera que podrían emparejarse con la electroquímica para llevar este método a una escala mayor y luego tener un impacto real".

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