Nuevos catalizadores que cambian de forma para la transición energética

El estudio se centra en los denominados catalizadores bimetálicos de hierro y níquel que cambian de forma. Estos se han obtenido a partir de una estructura cerámica mediante reacciones en estado sólido. Mediante un control específico de la temperatura de reducción, se lograron producir dos nanoestructuras diferentes: bien nanopartículas de aleación de hierro y níquel, bien estructuras complejas de tipo «núcleo-cubierta» compuestas por óxido y aleación.

Una ventaja especial del sistema desarrollado es su reversibilidad: mediante la regeneración oxidativa se puede recuperar la cerámica original, lo que permite alternar repetidamente entre las diferentes nanoestructuras. Esta adaptabilidad estructural permite que el catalizador pueda alternar de forma selectiva entre dos vías de reacción importantes: el reformado en seco del etano con dióxido de carbono y la deshidrogenación oxidativa del etano asistida por CO₂. Ambas reacciones contribuyen a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al utilizar el dióxido de carbono como materia prima y, al mismo tiempo, permiten la producción de valiosas materias primas químicas.

«Nuestros resultados demuestran que las propiedades catalíticas pueden controlarse de forma selectiva modificando dinámicamente la estructura del material», explica la profesora Simone Mascotto, directora del grupo de trabajo. «Esto no solo permite una alta selectividad, sino también una estabilidad notable a lo largo de numerosos ciclos de reacción».

Los ciclos redox repetidos confirmaron que tanto los cambios estructurales como el rendimiento catalítico son en gran medida reversibles. Por lo tanto, esta estrategia representa un enfoque prometedor para el desarrollo de catalizadores regenerables y multifuncionales que puedan adaptarse de manera flexible a las necesidades industriales.