Cerdanyola del Vallès, 15 de octubre de 2021. El amoniaco es uno de los principales contaminantes atmosféricos y daña tanto la salud de las personas como el medio ambiente. La mayoría de las emisiones de amoniaco provienen de los fertilizantes usados en la agricultura, pero también se libera amoniaco a la atmósfera en la quema de biomasa, en la combustión de fuel y en procesos industriales, en los que el amoniaco sin reaccionar es liberado junto con el resto de gases de escape.
En los últimos años, las cada vez más estrictas normativas medioambientales han hecho que se intensifique la búsqueda de nuevos métodos de eliminación de este contaminante. La tecnología más prometedora es la oxidación catalítica selectiva, que transforma el amoniaco en nitrógeno y agua.
En una publicación reciente, investigadores de la Instituto de Tecnología Química, Universitat Politècnica de València - Consejo Superior de Investigaciones Científicas (UPV-CSIC), en colaboración con ALBA, han explorado el uso de zeolitas (aluminosilicatos microporosos) que contienen plata para la oxidación catalítica del amoniaco. Los resultados obtenidos confirmaron que el compuesto activo de la reacción es la plata en forma de nanopartículas metálicas que se encuentran en la superficie externa de la zeolita, mientras que los cationes de plata (Ag+) son prácticamente inactivos.
Además, se pudo comprobar que las nanopartículas de plata presentes en el catalizador activo se dispersaban y se oxidaban, convirtiéndose en cationes de plata durante la reacción. Estos descubrimientos permitirán a la comunidad científica el desarrollo de un método para eliminar el amoniaco liberado a la atmósfera en la industria y en los vehículos diésel.
El experimento, llevado a cabo en la línea de luz CLÆSS del Sincrotrón ALBA, permitió estudiar los catalizadores en condiciones de reacción. Los investigadores registraron varios espectros de absorción de rayos X (en inglés, X-ray absorption spectra o XAS) mientras sometían las muestras a la atmósfera reactiva (amoniaco y oxígeno) aumentando la temperatura. Los resultados obtenidos mostraron que las partículas de plata formadas antes de la reacción quedaban modificadas dramáticamente bajo condiciones de reacción, siendo dispersadas la mayoría de ellas y dando lugar a pequeños embriones y cationes Ag+.
La investigación realizada en ALBA por Christian W. Lopes, dirigida por Teresa Blasco y otros miembros del grupo de Fernando Rey del ITQ-UPV, forma parte de un gran proyecto en curso que involucra otras instalaciones internacionales, como el Instituto Laue-Langevin en Grenoble, la Universidad Jagiellonian en Polonia, así como el Centro de Investigación de Cepsa, una de las principales empresas de refinería petrolífera en España.
Figura: Reacción NH3-SCO mediante zeolitas de plata.
Referencia: Joaquín Martínez-Ortigosa, Christian W. Lopes, Giovanni Agostini, A. Eduardo Palomares, Teresa Blasco and Fernando Rey. AgY zeolite as catalyst for the selective catalytic oxidation of NH3. Microporous and Mesoporous Materials (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2021.111230
Con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología. El Sincrotrón ALBA forma parte de la red de Unidades de Cultura Científica y de la Innovación (UCC+i) de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) y ha recibido apoyo a través del proyecto FCT-20-15798.
