El metano es el componente principal del gas natural, que se ha impulsado como una alternativa más limpia al carbón y a los combustibles derivados del petróleo y cuyo uso se ha disparado en los últimos años. Esto tiene consecuencias, y es que las concentraciones de metano en la atmósfera se han más que duplicado desde los niveles preindustriales.

El metano es mucho más potente que el CO₂ como gas de efecto invernadero (34 veces si consideramos 100 años y 86 veces en una escala de 20 años) y es el segundo gas que más contribuye al calentamiento global. Para evitar el aumento de los 2 grados de temperatura global que se pactó en el Acuerdo de París, no sólo deben reducirse las emisiones de CO₂, sino también las de metano. Dos terceras partes de las emisiones de metano se deben a actividades humanas y el resto son de origen natural. Según un informe de Naciones Unidas, la mayoría de las emisiones de metano antropogénicas provienen de los combustibles fósiles, los residuos y la ganadería. Reducir las emisiones de metano puede aliviar el calentamiento global a corto plazo y ganar tiempo para acabar definitivamente con lo provocado por el CO₂.

Una de las formas más efectivas de eliminar metano es utilizar un catalizador que acelere su oxidación con el aire. Desde hace tiempo, los mejores catalizadores para eliminar metano utilizan nanopartículas de paladio soportadas sobre óxidos cerámicos, pero éstos dejan de funcionar en presencia de vapor de agua, que siempre está presente en la combustión del gas natural. ¿Cuál es la solución? Añadir átomos de platino a las nanopartículas de paladio. Esto es lo que han estudiado los investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), junto con investigadores de la Universidad de Udine (Italia) y del Sincrotrón ALBA. El trabajo, publicado en Nature Communications, ha estado liderado por Núria Jiménez Divins, investigadora postdoctoral Marie Curie, y Jordi Llorca Piqué, actual vicerrector de Investigación, ambos del Departamento de Ingeniería Química y del Instituto de Técnicas Energéticas de la UPC, así como del grupo de investigación en Nanoingeniería de Materiales Aplicados a la Energía (ENCORE-NEMEN), y vinculados a la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE), en el Campus Diagonal-Besòs.

Los investigadores han cruzado los datos que han obtenido en experimentos realizados en tres líneas de luz distintas del Sincrotrón ALBA para estudiar los centros activos del catalizador mientras éste está en funcionamiento: espectroscopia fotoelectrónica de rayos X, difracción de rayos X y absorción de rayos X. Usando la luz de sincrotrón, lo que han descubierto es que los estados de oxidación del paladio y el platino tienen una función clave en la eliminación del metano y que un catalizador preparado con métodos mecanoquímicos es más activo y resiste perfectamente el agua. Este catalizador –que ya ha sido patentado– es, hoy por hoy, el más efectivo que existe en el mundo para eliminar metano y puede encontrar aplicación en los conversores catalíticos de los vehículos equipados con motor de combustión y las turbinas y calderas domésticas que funcionan con gas natural.

Más información

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