Poros diminutos abren una nueva vía química sin metales preciosos

Investigadores de China han demostrado dos reacciones que producen ácidos útiles para la industria sin catalizadores de metales preciosos. En su lugar, un material cristalino poroso guía el proceso químico, y ambas reacciones funcionaron de forma continua durante 750 horas en pruebas de laboratorio.

El trabajo, dirigido por el equipo de Liu Zhongmin en el Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias, se publicó en Nature el 21 de octubre.

La investigación se centra en la carbonilación, un proceso que incorpora monóxido de carbono a otras moléculas. Esta familia de reacciones contribuye a fabricar productos que van desde disolventes hasta ingredientes farmacéuticos. Los métodos industriales de uso extendido dependen de metales costosos como el rodio o el iridio, y separar los catalizadores de los productos finales puede resultar difícil.

El equipo utilizó un tamiz molecular, un cristal surcado por poros del tamaño de moléculas, para producir ácido propiónico y ácido isobutírico a partir de etileno y propileno, respectivamente, utilizando monóxido de carbono y agua. El tamaño y la ubicación de los poros ayudan a orientar las reacciones hacia los productos deseados y, al mismo tiempo, inhiben reacciones no deseadas que pueden desactivar el catalizador.

Durante las pruebas a alta presión, que duraron aproximadamente un mes, la selectividad hacia el producto alcanzó cerca del 95 % para el ácido isobutírico y del 80 % para el ácido propiónico. Estas cifras describen en qué medida cada reacción favoreció el compuesto deseado, no qué cantidad de materia prima se convirtió.

Los resultados son prometedores, pero el proceso aún no está listo para su uso industrial. Los investigadores prevén mejorar su rendimiento y avanzar hacia pruebas a mayor escala.