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Mejor catalizador de gas a metanol
Un nuevo catalizador para convertir el metano, el principal componente del gas natural, en un combustible líquido, el metanol, ha sido desarrollado por investigadores en Alemania. El catalizador podría hacer que la conversión directa de metano en metanol sea más barata que con los catalizadores existentes, pero probablemente no será un santo grial de la química de los hidrocarburos, un catalizador que permite que el gas natural reemplace los combustibles de petróleo a gran escala.
Idea sólida: Una micrografía de un nuevo catalizador, compuesto principalmente de carbono, nitrógeno y platino, que se utiliza para convertir el metano en un combustible líquido (metanol).
El nuevo catalizador se basa en uno de los pocos catalizadores que convierten el metano directamente en metanol, a bajas temperaturas, sin producir mucho dióxido de carbono u otros subproductos no deseados. Ese catalizador, desarrollado por Roy Periana , ahora profesor de química en el Instituto de Investigación Scripps, resultó demasiado caro para comercializar.
El nuevo catalizador, descrito en la primera versión en línea de la revista. quimica APLICADA , ha resuelto uno de los principales problemas con el catalizador de Periana, dice Ferdi Schuth , director del Instituto Max Planck para la Investigación del Carbón, quien dirigió el trabajo. Debido a que el catalizador de Periana es un líquido disuelto en ácido sulfúrico, es difícil de reciclar, un problema grave porque el catalizador requiere el costoso metal platino. El nuevo catalizador es sólido, dice Schüth, por lo que es mucho más fácil de reciclar porque se puede eliminar del ácido sulfúrico simplemente con filtros.
Schüth dice que el descubrimiento del catalizador sólido fue fortuito. Sus colegas habían desarrollado un polímero con una estructura molecular que reconoció que era similar al catalizador de Periana. Pudo incorporar platino en esa estructura y demostró que el catalizador sólido resultante funcionaba tan bien como la versión líquida.
Los combustibles a base de metano podrían ser significativamente más limpios que los derivados del petróleo. Es más, el suministro de gas natural es enorme, y ahora se accede a grandes suministros con nuevas técnicas de perforación y órdenes de magnitud más potencialmente disponibles en forma de hidratos de metano en el fondo del océano. Pero debido a que es un gas, el metano es más caro de transportar y menos conveniente para su uso en vehículos que los combustibles líquidos, y hasta ahora los métodos químicos para convertirlo en líquido han sido costosos.
Si bien el nuevo catalizador resuelve uno de los problemas con el catalizador Periana, de ninguna manera es el mayor problema, dice Jay Labinger , asociado de la facultad de química en Caltech. De hecho, Periana dice que el desarrollo de una versión sólida de su catalizador no será suficiente para comercializarlo. Está trabajando en nuevos catalizadores que utilizan mecanismos similares pero materiales más económicos y eficaces.
Los dos problemas clave son problemas típicos de los catalizadores experimentales: no funcionan lo suficientemente rápido, lo que aumenta el tamaño y el costo del equipo necesario, y no producen concentraciones suficientemente altas del producto deseado, lo que hace que sea costoso separar el producto. de otros productos químicos. Labinger estima que las tasas del nuevo catalizador alemán deben aumentar en un orden de magnitud, y Periana dice que las concentraciones deben aumentar de tres a cinco veces.
Periana sugiere, sin embargo, que el catalizador alemán puede ofrecer nuevas direcciones para la investigación, especialmente si los mecanismos involucrados en la producción del metanol son diferentes de su catalizador líquido. De hecho, Schüth dice que un componente clave del catalizador de Periana, el cloro, no es necesario con la nueva forma, lo que sugiere que podría funcionar por diferentes medios. Mientras tanto, también está desarrollando catalizadores que utilizan diferentes materiales. Uno es prometedor, dice, produciendo metanol a tasas dos veces más rápidas que el catalizador líquido de Periana.