Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla han desarrollado una formulación catalítica que duplica la conversión de CO₂ frente a materiales anteriores, opera a temperaturas más bajas y aguanta ocho ciclos de uso sin degradarse. El avance abre una vía industrial para reciclar emisiones de carbono en materia prima química.
Por qué importa la selectividad
El monóxido de carbono (CO) es una materia prima con demanda real en sectores como la siderurgia, la electrónica, la síntesis de fármacos y la producción de metanol, hidrocarburos y polímeros. El problema de los catalizadores existentes era que, al convertir CO₂, generaban metano como subproducto no deseado, contaminando el producto y reduciendo la utilidad del proceso.
El nuevo catalizador, denominado PtCuK@, combina cobre, potasio, platino y titanio. Alcanza una conversión máxima del 35,7% frente al 19,6% del material de referencia sin platino, manteniendo selectividad completa hacia CO y eliminando la formación de metano. La clave está en la adición de una cantidad muy reducida de platino, que reduce los depósitos de carbono que provocaban la desactivación prematura del material.
El enfoque que marcó la diferencia
En lugar de comparar formulaciones a ciegas, el equipo analizó qué ocurría en la superficie del catalizador durante su funcionamiento. Ese análisis identificó la formación de acroleína y especies carbonilo como responsables de los depósitos que inutilizaban el material. Con ese conocimiento, los investigadores ajustaron la composición para suprimir esos compuestos sin encarecer el catalizador más allá de lo necesario.
El resultado es un material que mantiene un rendimiento superior durante más de 60 horas y resiste ocho ciclos de reacción y regeneración en hidrógeno. Para la industria química, esa estabilidad tiene valor económico directo: sustituir un catalizador obliga a detener y reiniciar los reactores, con costes operativos y ambientales asociados.
Integración en procesos industriales existentes
La reacción puede combinarse con otros procesos químicos dentro de la misma instalación para producir combustibles o compuestos aromáticos, lo que mejora el aprovechamiento energético global de la planta. Esa flexibilidad de integración es uno de los aspectos que el equipo investigador destaca como ventaja para la adopción industrial.
El trabajo ha sido realizado por el Grupo de Química en Superficies y Catálisis del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla, en colaboración con la Universidad de California Santa Cruz y la Universidad Forestal de Beijing. Ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Junta de Andalucía y el Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (CITIUS). Los resultados se publican en la revista Materials Horizons.
El catalizador se encuentra en fase de investigación básica. El paso hacia la validación a escala piloto y la eventual transferencia industrial dependerá de financiación adicional y de la colaboración con socios industriales del sector químico.
