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21 abril, 2024
AndalucíaCádiz

Investigadores de la UCA estudian un novedoso catalizador para obtener propileno

propileno

La Universidad de Cádiz sigue en marcha con sus proyectos de investigación. Los investigadores pertenecientes al grupo FQM-334 ‘Estructura y Química de Nanomateriales’ del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica han participado, en colaboración con el Instituto de Tecnología Química de Valencia en un estudio internacional. De este modo, se han centrado en el desarrollo de un novedoso catalizador para la obtención de propileno.

Se trata, por tanto, de un proceso elemental para producir una sustancia petroquímica clave, el propileno. Una materia prima utilizada para la elaboración de plásticos, tintes y productos farmacéuticos, entre otras cosas. El equipo de investigación asegura que “ha sido clave el microscopio de alta resolución Titan Themis 60-300 UCA”.

Avance científico

Así, este avance científico se basa:

  • En la capacidad de modular a la escala del átomo la estructura de cúmulos de platino y estaño. Parten, además, de la idea de que la distribución espacial de los dos elementos, así como sus estados electrónicos pueden ser modificados y, por lo tanto, su reactividad.
  • En condiciones de reacción, la transformación estructural y la reconstrucción de los conjuntos metálicos también pueden ocurrir, lo que puede dar lugar a más cambios en el catalizador en relación a su comportamiento a altas temperaturas.
  • Los catalizadores basados en platino se utilizan ampliamente para las reacciones de reformado, hidrogenación y deshidrogenación en numerosos procesos industriales debido a sus excelentes propiedades. No obstante, la incorporación de un segundo metal, en este caso el estaño, ayuda a mejorar aún más la selectividad y la estabilidad del proceso cuando la temperatura de reacción es elevada.
  • El equipo de estudio indican que se necesitan temperaturas de reacción de más de 600 grados centígrados para obtener un nivel de producción suficiente de propileno. No obstante, en este contexto se produce una desactivación severa del catalizador debido a la deposición de carbono, entre otros problemas. De este modo, los catalizadores que se utilizan deben regenerarse de forma continua o en ciclos cortos, lo que hace que el proceso sea poco eficiente y bastante costoso. De ahí la importancia de hallar un catalizador más estable.

Localización y estudio de la interacción de especies con pocos átomos 

Para localizar y entender la interacción entre el platino y el estaño, los investigadores han empleado técnicas de caracterización de vanguardia. En concreto, se ha utilizado un microscopio de Ultra Alta Resolución FEI Titan Themis 60-300, único actualmente en España.

Además de los estudios a escala atómica mediante microscopía electrónica, en este trabajo los investigadores han implementado algoritmos matemáticos avanzados basados en aprendizaje automático para constatar sutiles cambios en las características estructurales de los cúmulos subnanométricos de platino, los cuales no son inmediatamente visibles por las técnicas espectroscópicas convencionales, y que afectan drásticamente su rendimiento en la deshidrogenación del propano.


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