En las primeras décadas del siglo XIX, el científico Humphry Davy se encontró con el fenómeno de la oxidación catalítica heterogénea cuando trabajaba en el desarrollo de la primera lámpara de seguridad para mineros. Al insertar un alambre de platino cerca de la mecha encendida de la lámpara, Davy descubrió que catalizaría la oxidación continua del gas de carbón.
Este importante descubrimiento fue el precursor del uso del platino como catalizador industrial en un proceso que existe desde hace más de cien años y que sigue siendo vital en la actualidad: la producción de ácido nítrico, que es una materia prima importante para fertilizantes y durante su proceso de fabricación, se produce la oxidación del gas amoniaco con el aire para formar óxido nítrico. Para lograr una alta eficiencia de conversión, esta se lleva a cabo a presión sobre un catalizador de platino-rodio.
Según explica el World Platinum Investment Council (Consejo Mundial de Inversores del Platino), en la actualidad se siguen encontrando nuevas aplicaciones para los catalizadores de platino. Tanaka, el principal negocio japonés de metales preciosos, ha ganado recientemente un Premio a la Tecnología de la Asociación de Fabricantes de Catalizadores de Japón, en reconocimiento a su participación en el desarrollo de un catalizador “hidrófobo” a base de platino que previene la acumulación de humedad y permite un catalizador que mantenga la reacción, incluso a temperatura ambiente.
El catalizador Tanaka, desarrollado en colaboración con los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuántica y Radiológica de Japón, se puede utilizar para reacciones controladas de oxidación de hidrógeno y gases combustibles, en instalaciones de fusión nuclear y en otros lugares, sin necesidad de calentadores y otros equipos. También permite reacciones en entornos al aire libre sin acceso a una fuente de energía eléctrica o en áreas afectadas por desastres durante cortes de energía. Debido a las propiedades hidrofóbicas de este catalizador, tiene aplicaciones potenciales en equipos de seguridad para prevenir explosiones y otros accidentes.
En Australia, investigadores de la Universidad de Swinburne, en colaboración con la Universidad Normal de Shaanxi, China, han desarrollado un catalizador de platino robusto de un solo átomo que puede producir hidrógeno de alto rendimiento activado por luz solar a partir del agua de mar. Esto ha llevado al desarrollo de un dispositivo prototipo que puede flotar en la superficie del océano, lo que permite la producción de hidrógeno a partir del agua de mar.
En los fotocatalizadores convencionales, los electrones y los huecos (la ausencia de electrones) se separan bajo la radiación solar para desencadenar la división del agua en hidrógeno y oxígeno. Los electrones y huecos separados tienden a recombinarse, lo que disminuye significativamente la actividad fotocatalítica y reduce la eficiencia de producción de hidrógeno. El catalizador de platino de un solo átomo recién descubierto extrae eficazmente los electrones fotogenerados, evitando así la recombinación no deseada.
Los catalizadores de platino siguen siendo tan relevantes como siempre, con la demanda del sector automotriz como el segmento de mayor demanda de platino, que representa alrededor del 40 % de la demanda anual de platino. El principal uso automotriz del platino es en catalizadores de automóviles o “convertidores catalíticos” para vehículos, principalmente diésel, dispositivos que reducen las emisiones nocivas de los vehículos con motor de combustión interna.
Sin embargo, el platino también es un catalizador eficaz en los vehículos de gasolina, donde puede sustituir a su metal hermano, el paladio, en una proporción de uno a uno. Si bien las últimas dos décadas han visto el uso predominante de paladio en autocatalizadores para vehículos de gasolina, esta tendencia se está invirtiendo debido a la significativa diferencia de precios entre el platino y el paladio, mucho más costoso. Curiosamente, una reversión similar impulsada por los precios ocurrió entre 2000 y 2003 que resultó en más de 1 millón de onzas de platino por año reemplazando al paladio en los catalizadores de automóviles.
En la actualidad, se espera que la creciente participación del platino en el mercado de catalizadores de automóviles, ya que sustituye al paladio en los vehículos con motor de gasolina, genere una demanda anual adicional significativa en los próximos años.