Hacia convertidores catalíticos para automoción basados en nanotecnología
En la actualidad los convertidores catalíticos son componentes fundamentales de la mayoría de los sistemas de escape de los automóviles y contribuyen, pues, a conseguir una importante reducción de las emisiones. Los catalizadores de tres vías son de vanguardia. Los convertidores más comunes están compuestos por un sustrato cerámico recubierto por un revestimiento de inmersión (washcoat) que contiene un metal precioso. Se utiliza generalmente una combinación de metales del grupo del platino (PGM), como el platino, el paladio y el rodio. Actualmente, la industria de la automoción de Europa utiliza grandes cantidades de PGM, lo que se asocia con costes elevados y con el agotamiento de los recursos naturales. El proyecto NEXT-GEN-CAT (Development of next generation cost efficient automotive catalysts), financiado con fondos europeos, trabajó en alternativas ecológicas y económicas. Se puso el acento en emplear nanopartículas (NP) de metales de transición como el cobre, níquel y hierro para la sustitución parcial o total de los PGM. Los socios del proyecto desarrollaron catalizadores eficaces incorporando metales de transición de bajo coste a distintos sustratos y cerámicas avanzadas haciendo uso de herramientas modernizadas basadas en la nanotecnología. De cara a preparar catalizadores activos y basados en metales de transición para automoción, evaluaron distintas técnicas de síntesis. Se aplicaron distintos métodos para caracterizar los materiales desarrollados y se definieron los mecanismos que entrarían en juego durante la preparación de dichos materiales. Partiendo de los resultados de la modelización, el equipo de NEXT-GEN-CAT pudo perfeccionar los catalizadores desarrollados. Preparó y evaluó más de trescientas muestras de las diversas categorías de materiales y analizó la eficacia de los catalizadores creados. Las muestras fueron clasificados en atención a su eficacia, potencial para ampliar la escala e impacto medioambiental. Después, el equipo seleccionó los dos materiales más prometedores con vistas al desarrollo de prototipos. Los investigadores ampliaron la escala de los dos catalizadores a modo de sistemas de post-tratamiento y determinaron el rendimiento de los prototipos conforme a las normas de la UE en materia de emisiones, a fin de justificar la sostenibilidad de los catalizadores para automoción desarrollados. Para determinar cuáles eran los materiales más prometedores y establecer la sostenibilidad de los catalizadores, se evaluó el rendimiento, el coste, la reciclabilidad y el efecto sobre la salud ambiental. El equipo de NEXT-GEN-CAT constató que los materiales desarrollados presentaban un impacto medioambiental menor. La sustitución total o parcial de los PGM por nanopartículas de metales de transición en los catalizadores de tres vías debería abaratar costes, potenciar la sostenibilidad y asegurar el suministro de las materias primas necesarias a los fabricantes de la UE.
Palabras clave
Convertidores catalíticos, catalizadores de tres vías, metales del grupo del platino, NEXT-GEN-CAT, catalizadores para automoción
