El metà és el component principal del gas natural, que s’ha impulsat com una alternativa més neta al carbó i als combustibles derivats del petroli i l’ús del qual s’ha disparat els darrers anys. Això té conseqüències, i és que les concentracions de metà a l’atmosfera s’han més que duplicat des dels nivells preindustrials.

El metà és molt més potent que el CO₂ com a gas d'efecte hivernacle (34 vegades si considerem 100 anys i 86 vegades en una escala de 20 anys) i és el segon gas que contribueix més a l'escalfament global. Per evitar l'augment dels 2 graus de temperatura global que es va pactar a l’Acord de París, no només s’han de reduir les emissions de CO₂, sinó també les de metà. Dues terceres parts de les emissions de metà es deuen a activitats humanes i la resta són d'origen natural. Segons un informe de les Nacions Unides, la majoria de les emissions de metà antropogèniques provenen dels combustibles fòssils, els residus i la ramaderia. Reduir les emissions de metà pot alleujar l’escalfament global a curt termini i guanyar temps per acabar definitivament amb el provocat pel CO₂.

Una de les maneres més efectives d’eliminar metà és utilitzar un catalitzador que acceleri la seva oxidació amb l’aire. Des de fa temps, els millors catalitzadors per eliminar metà utilitzen nanopartícules de pal·ladi suportades sobre òxids ceràmics, però aquests deixen de funcionar en presència de vapor d’aigua, que sempre està present en la combustió del gas natural. Quina és la solució? Afegir àtoms de platí a les nanopartícules de pal·ladi. Això és el que han estudiat els investigadors de la Universitat Politècnica de Catalunya -  BarcelonaTech (UPC), juntament amb investigadors de la Universitat d’Udine (Itàlia) i del Sincrotró ALBA. El treball, publicat a Nature Communications, ha estat liderat per Núria Jiménez Divins, investigadora postdoctoral Marie Curie, i Jordi Llorca Piqué, actual vicerector de Recerca, ambdós del Departament d’Enginyeria Química i de l’Institut de Tècniques Energètiques de la UPC, així com del grup de recerca en Nanoenginyeria de Materials Aplicats a l'Energia (ENCORE-NEMEN), i vinculats a l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), al Campus Diagonal-Besòs.

Sabíeu que el metà és molt més potent que el CO2 com a gas d'efecte hivernacle?

💡 Un equip d'investigadors de la #UPC, la @uniud i l'@ALBAsynchrotron han desenvolupat un catalitzador de pal·ladi i platí que permet eliminar les emissions de metà. pic.twitter.com/3eUYk23kGF

— Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) (@la_UPC) September 21, 2022

Els investigadors han creuat les dades que han obtingut en experiments fets en tres línies de llum diferents del Sincrotró ALBA per estudiar els centres actius del catalitzador mentre aquest està en funcionament: espectroscòpia fotoelectrònica de raigs X, difracció de raigs X i absorció de raigs X. Usant la llum de sincrotró, el que han descobert és que els estats d’oxidació del pal·ladi i el platí tenen una funció clau en l’eliminació del metà i que un catalitzador preparat amb mètodes mecanoquímics és més actiu i resisteix perfectament l’aigua. Aquest catalitzador –que ja ha estat patentat– és, avui per avui, el més efectiu que existeix al món per eliminar metà i pot trobar aplicació en els convertidors catalítics dels vehicles equipats amb motor de combustió i les turbines i calderes domèstiques que funcionen amb gas natural.

👏 Descobreixen un catalitzador per eliminar les emissions de metà, un potent gas d’efecte hivernacle

Núria Jiménez Divins, investigadora del grup de recerca #NEMEN i de l'@INTE_UPC, i professora a l'@EEBE_UPC, explica els detalls de la recerca publicada a @NatureComms. pic.twitter.com/Nh7WGOOinK

— Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) (@la_UPC) September 23, 2022

Article de referència

• Investigation of the evolution of Pd-Pt supported on ceria for dry and wet methane oxidation, Nature Communications 2022, 13, 5080