Desarrollan catalizadores para combustibles fósiles

Un grupo de investigación de la Facultad de Química (FQ), encabezado por Tatiana Klimova Berestneva, trabaja en el desarrollo de sistemas catalíticos más eficientes que los actuales, basados en nuevos materiales nanoestructurados, a fin de disminuir la contaminación ambiental por el uso de combustibles fósiles.

La académica explicó en entrevista que los combustibles más usados en México son diésel y gasolina, los cuales se producen a partir del petróleo. El crudo Maya, que se extrae en mayor proporción, está muy contaminado, pues contiene alrededor del 3.5 por ciento en peso de azufre.

Eliminación de azufre

Tatiana Klimova, docente del Departamento de Ingeniería Química de la FQ y quien labora desde hace 20 años con nuevos materiales nanoestructurados y su aplicación en el área de la catálisis heterogénea, comentó que durante la refinación del petróleo, el azufre es eliminado a través del proceso de hidrodesulfuración (HDS), el cual consiste en reaccionar los compuestos de azufre con hidrógeno en presencia de un catalizador sólido, generalmente níquel-molibdeno (NiMo) o cobalto-molibdeno (CoMo), soportado en alúmina.

Sin embargo, apuntó que esos catalizadores no eliminan completamente los elementos de azufre refractarios contenidos en el petróleo. Por ello, la experta y su equipo han desarrollado dos tipos de sistemas para aumentar la eficiencia de catalizadores de HDS con tunsgeno (o wolframio, W). En el primero, sintetizaron catalizadores trimetálicos de NiMoW y CoMoW, soportados en materiales tipo SBA-15, modificados con titania o zirconia.

“Encontramos que estos catalizadores son altamente eficientes en la eliminación de azufre de dibenzotiofenos sustituidos. Además, tienen una alta habilidad de hidrogenación de aromáticos, por lo que son factibles para el tratamiento y producción de diésel de alta calidad y bajo contenido de azufre”, asentó.

En este proyecto, realizado en el Laboratorio de Nanocatálisis, colaboró Juan Arturo Mendoza Nieto, también académico de la Facultad; además hubo una amplia participación de alumnos de licenciatura y posgrado, entre quienes resaltan: Alfredo Vizueth-Montes de Oca, Uriel Márquez-López y Mirna Rodríguez- Ruiz.

Tatiana Klimova refirió que, en comparación con los sólidos tradicionales, los materiales nanoestructurados tienen diversas ventajas y abren un campo vasto de posibilidades en el área de catálisis.

En el segundo sistema, el grupo comparó el comportamiento en el proceso de hidrodesulfuración de los catalizadores de NiMo, soportados en nanomateriales a base de titania (nanotubos de titanato de hidrógeno y nanotubos decorados con nanocristales de anatasa).

El uso de esos materiales como soportes también resultó en catalizadores de NiMo muy activos en el proceso de hidrodesulfuración. Este trabajo fue desarrollado por el alumno de doctorado Luis Jorge Rodríguez Castillo y próximamente se publicará en la revista Topics in Catalysis; puede ser consultado en la liga https://doi. org/10.1007/s11244-020-01253-8.

Lo anterior, agregó, ilustra una amplia gama de posibles aplicaciones de materiales nanoestructurados en el campo de la catálisis heterogénea, creando nuevas formulaciones catalíticas para la resolución de problemas relevantes en la actualidad, entre ellos los relacionados con la contaminación por combustibles fósiles.