Entre las principales aplicaciones industriales de los metales preciosos está su uso en la fabricación de catalizadores, un elemento del sistema de escape de los automóviles que filtra las emisiones de gases contaminantes y las transforma en otros elementos que no sean nocivos para el medio ambiente. Un reciente experimento con oro demuestra que el metal puede usarse como catalizador para eliminar uno de los gases responsables del calentamiento global: el metano.
Aunque algunos investigadores siguen proponiendo la idea de utilizar un catalizador de platino para eliminar las emisiones de metano a la atmósfera, un equipo de científicos de la Universidad de Cardiff (Reino Unido), la de Lehigh (Pensilvania, EEUU) y el Centro Nacional de Resonancia Magnética de Wuhan (China) ha logrado demostrar, por primera vez, que es posible la conversión directa de metano en metanol y ácido acético utilizando un catalizador de oro.
Los investigadores explican, en un artículo publicado en la revista Nature Catalysis, que el metano constituye entre el 70 y el 90% del total de gas natural. Se trata de uno de los principales gases de efecto invernadero, capaz de retener unas 80 veces más calor que el dióxido de carbono y se emite en grandes cantidades a la atmósfera por parte de las compañías mineras de carbón.
Con el reto de transformarlo en otros productos más aprovechables, los científicos analizaron lo que otros investigadores habían hecho y concluyeron que, aunque se habían hecho avances notables, los métodos desarrollados requerían sucesivas etapas en las que se consumía demasiada energía y, por lo tanto, resultaban demasiado costosas.
Por ello, se propusieron desarrollar una fórmula para transformar el gas metano en metanol (un alcohol que se utiliza como disolvente, anticongelante y combustible) y ácido acético (usado para fabricar fármacos, tintes, plásticos, aditivos alimentarios e insecticidas).
Esta fórmula consiste en provocar una reacción entre el metano y el oxígeno, con la presencia de un catalizador formado por oro y zeolita ZSM-5 (un catalizador muy habitual usado en la industria de hidrocarburos, patentado por Mobil Oil en 1975).
Al examinar el catalizador mediante un potente microscopio electrónico, los científicos observaron que no contenía átomos o clústeres de oro, sino nanopartículas de un tamaño de entre 3 y 15 nanómetros (un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro), que pueden mostrar propiedades físicas y químicas diferentes a fragmentos más grandes del mismo material.
Los científicos ya esperaban la producción de metanol utilizando este catalizador. Sin embargo, la producción de ácido acético fue la principal novedad del experimento.
Como señala Graham Hutchings, uno de los científicos autores del artículo en el que se da cuenta de la investigación, “la oxidación del metano, el principal componente del gas natural, para formar de forma selectiva productos químicos oxigenados utilizando oxígeno molecular, ha sido hasta ahora un gran desafío en el proceso de catálisis. Nuestro estudio ha logrado demostrarlo por primera vez, lo que constituye un importante paso adelante hacia la creación de nuevos combustibles y productos químicos de una forma simple y económica”.