Investigadores del Departamento de Química Inorgánica y del Instituto Universitario de Materiales (IUMA) de la Universidad de Alicante (UA) han desarrollado un nuevo catalizador fabricado mediante impresión 3D que contribuye a mejorar de forma significativa la purificación de hidrógeno, vector energético sostenible y de bajo impacto ambiental.
Este catalizador se compone de una estructura metálica de cobre con canales internos diseñados con impresión tridimensional, sobre la que se genera una capa intermedia de óxido de cobre y una fase dispersa de óxido de cerio. “A diferencia de los catalizadores convencionales, en los que gran parte del material actúa únicamente como soporte, en este sistema toda la estructura de cobre participa en la reacción catalítica”, señala la investigadora Ramón y Cajal del IUMA, Arantxa Davó. En este sentido, la superficie de sitios activos es mayor y aumenta la eficiencia del proceso y reduce el volumen necesario del reactor.
Gracias a este diseño, el material presenta una elevada actividad y selectividad en la eliminación de monóxido de carbono presente en corrientes ricas en hidrógeno, procedentes de procesos del reformado de hidrocarburos. La tecnología oxida este gas tóxico y contaminante sin consumir el hidrógeno, “un aspecto fundamental para aplicaciones energéticas avanzadas o sistemas de pilas de combustible que, por ejemplo, alimentan los automóviles”, como explica Davó.
El uso de impresión 3D permite además diseñar geometrías complejas más eficientes y adaptables que optimizan la fase activa de la tecnología. Asimismo, el empleo de cobre, un metal abundante y de coste relativamente bajo, reduce el uso de metales nobles y contribuye a reducir el precio global del catalizador sin comprometer su rendimiento.
Entre sus principales aplicaciones están la purificación de hidrógeno en plantas de reformado, el pretratamiento de gases para pilas de combustible, el control de emisiones en la industria química y petroquímica, así como procesos relacionados con la producción de combustibles sostenibles y energías renovables.
La innovación diseñada desde la UA ha sido validada a escala de laboratorio mediante prototipos funcionales y ensayos catalíticos que demuestran una mayor conversión de monóxido de carbono y una menor temperatura de inicio de reacción en comparación con diseños convencionales. El equipo de trabajo de este avance ha contado con, además de Arantxa Davó, los catedráticos del Departamento de Química Inorgánica, Dolores Lozano y Agustín Bueno, así como los investigadores Franz López, Katia Gómez, Iván Martínez y José C. Martínez.
La invención se encuentra protegida mediante solicitud de patente. El Servicio de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI) de la Universidad de Alicante busca empresas interesadas en su explotación comercial mediante acuerdos de licencia o colaboración tecnológica.
Fuente: UA