La mala calidad del aire provocada por los gases de escape de los vehículos causa decenas de miles de muertes al año.
Un equipo de investigación está desarrollando una nueva generación de convertidores catalíticos, los dispositivos instalados en los tubos de escape para reducir la emisión de gases tóxicos.
Inspirado en la química observada en la superficie de planetas extremadamente calientes como Venus, el equipo ha producido un material sintético que podría mejorar la calidad del aire.
Para reducir las emisiones de carbono del transporte por carretera, ferrocarril y marítimo, es necesario aplicar varias soluciones a la vez. En cuanto a los automóviles, deben contribuir a ello reducir el número total de desplazamientos —facilitando que la gente camine y vaya en bicicleta y mejorando el transporte público—, cambiar el combustible de los vehículos y aprovechar al máximo los que ya circulan. Ninguna de estas soluciones basta por sí sola.
En 2030, la venta de turismos nuevos diésel y de gasolina quedará prohibida en el Reino Unido. El futuro de la conducción de turismos será eléctrico. Sin embargo, los recientes problemas de suministro de piezas y el elevado coste en carbono de su fabricación podrían retrasar los beneficios climáticos de esta transición.
Para aprovechar al máximo los vehículos de gasolina y diésel que ya existen —y el carbono invertido en fabricarlos—, los conductores y fabricantes pueden reducir las emisiones de una familia de compuestos llamados óxidos de nitrógeno, que están relacionados con enfermedades respiratorias, mediante un mejor tratamiento de los gases de escape. Así, al menos se puede proteger a las comunidades más afectadas por la contaminación atmosférica antes de que por fin se eliminen las emisiones nocivas de los vehículos.
Mi equipo de investigación está desarrollando una nueva generación de convertidores catalíticos, los dispositivos instalados en los tubos de escape para reducir la emisión de gases tóxicos. Inspirados en la química observada en la superficie de planetas extremadamente calientes como Venus, hemos producido un material sintético que podría mejorar la calidad del aire.
De Venus a los gases de escape de los vehículos: una nueva generación de convertidores catalíticos
La luz del Sol destruye el dióxido de carbono (CO₂) en las atmósferas de los planetas y produce monóxido de carbono (CO). No lo bastante rápido como para evitar el cambio climático, pero sí lo suficiente para que las atmósferas como la de Venus deberían contener mucho más CO del que observamos allí.
Nuestro grupo estudia los efectos del material meteórico (polvo que llega del espacio) en las atmósferas. Un polvo de silicato de hierro que fabricamos y que reproduce este polvo puede acelerar la conversión de CO en CO₂. Para eso se diseñaron los primeros convertidores catalíticos de los automóviles, ya que el CO es un gas tóxico.
Eso nos llevó a preguntarnos si este material podría ayudar con otros problemas, como la contaminación por óxidos de nitrógeno, cuyos niveles superan los límites legales en el aire de muchas ciudades del Reino Unido. La mala calidad del aire provocada por los gases de escape de los vehículos causa decenas de miles de muertes al año.
Hemos descubierto que el polvo no solo puede eliminar simultáneamente las emisiones de CO y óxidos de nitrógeno, sino que también puede convertir el dióxido de nitrógeno (NO₂, un gas nocivo sujeto a regulación específica) en nitrógeno molecular (N₂) inocuo y agua a temperatura ambiente.
Los catalizadores instalados en los vehículos diésel modernos para tratar las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) solo funcionan cuando los gases de escape superan los 150 °C. Aunque el automóvil utilice un líquido aditivo para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno, es poco probable que funcione al circular despacio, cuando los gases de escape están más fríos. Es entonces cuando los vehículos emiten más NO₂, a menudo en los atascos, donde puede acumularse el aire más contaminado.
Cuando la red eléctrica se haya descarbonizado y sea lo bastante robusta como para cargar millones de vehículos eléctricos, los convertidores catalíticos capaces de eliminar óxidos de nitrógeno quizá sigan siendo importantes. Por ejemplo, es probable que el gas natural utilizado como combustible en los hornos industriales se sustituya por hidrógeno.
A diferencia de los autobuses y automóviles que funcionan con hidrógeno y producen energía mediante una reacción en una pila de combustible, las aplicaciones de mayor escala, como los hornos de las acerías, quemarán directamente el hidrógeno. Esta combustión a alta temperatura convertirá el nitrógeno molecular del aire en contaminación por óxidos de nitrógeno, que habrá que eliminar.
Por eso nos entusiasma desarrollar un prototipo de convertidor de emisiones que pueda funcionar en la mayoría de las situaciones y que tenga el potencial de reducir drásticamente las emisiones tóxicas de los motores de combustión y otras fuentes en el futuro.
