La Universidad de Zaragoza diseña y patenta un nuevo catalizador

Investigadores de la Universidad de Zaragoza en el Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) han desarrollado y patentado un nuevo catalizador, que ayudará a producir de forma más eficiente –mayor cantidad a menor temperatura—, más económica y respetuosa con el medio ambiente un compuesto de gran importancia industrial: el óxido de etileno.

La revista científica Angewandte Chemie no solo publica este logro sino que lo destaca en su contraportada por su relevancia y el impacto de estas "nano-islas de plata en un mar de óxido de cobre" que pueden llegara revolucionar la producción de óxido de etileno.

No hay que olvidar que el óxido de etileno es el decimocuarto compuesto orgánico por tonelaje a nivel mundial, con algo más de 20 millones de toneladas por año en su producción industrial, mientras que en España la producción supera las 100.000 toneladas/año. Además de servir para sintetizar etilen-glicol (que se usa comoanticongelante, en la fabricación de poliéster, perfumes, lubricantes, disolventes y plastificantes, entre otros usos), así como otros éteres glicólicos y etanolaminas, se utiliza también como esterilizador en aparatos deuso médico o en la maduración acelerada de vegetales.

A pesar de la enorme importancia del óxido de etileno en la industria química, su producción presentaproblemas importantes en cuanto a la selectividad de la reacción y las condiciones de operación. El catalizador de referencia en la industria hoy -nanopartículas de plata soportadas sobre alúmina de baja área superficial-requiere una variedad de promotores metálicos (metales alcalinos como el cesio y otros metales como Molibdeno, Tungsteno y Cromo). Además, para alcanzar una selectividad suficiente, durante la producción industrial se añade de forma continua dicloroetano u otros compuestos conteniendo cloro, juntamente con un alto porcentaje de etano, con los problemas económicos y ambientales que esto conlleva.

El catalizador desarrollado en la Universidad de Zaragoza, a pesar de no utilizar promotores, no solo presenta una mayor actividad (con rendimientos significativos a partir de unos 100 grados centígrados, unos 75 menos que el catalizador estándar), sino que además es capaz de operar de forma estable sin necesidad de añadir continuamente dicloroetano a la alimentación. Tal es el potencial del catalizador formado por Nanoestructuras de plata embebidas en óxido de cobre, que la Universidad de Zaragoza ya ha presentado una patente para proteger su posible explotación.

Este catalizador se ha obtenido dentro del proyecto Advanced Grant HECTOR, dirigido por el catedrático de Ingeniería Química Jesús Santamaría. En el estudio han participado los doctorandos Adrián Ramírez y Hugo Suárez, y los doctores José Luis Hueso, Reyes Mallada así como el doctor Alfonso Ibarra, del Laboratorio de Microscopías Avanzadas del INA.

La nanoestructura de este nuevo catalizador ha podido elucidarse gracias a las instalaciones del Laboratorio de Microscopías Avanzadas, que ha revelado una configuración en la que las fases de plata y óxido de cobre se entremezclan, permitiendo una fuerte interacción entre ellas. Los resultados del estudio "Novel silver-copper oxide nano-architectures with exceptional response in the chlorine-promoted epoxidation of ethylene" acaban de publicarse en Angewandte Chemie.