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El polvo cósmico de Venus está inspirando una nueva tecnología para combatir la contaminación del aire

Marca de tiempo: 24 de junio de 2022 10:00 a.m.
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La reducción de las emisiones de carbono de las carreteras, los ferrocarriles y el transporte marítimo requiere la implementación simultánea de una serie de soluciones. En lo que respecta a los automóviles, la reducción total del número de viajes (haciendo más fácil que las personas caminen a pie y en bicicleta y mejorando el transporte público), el cambio de combustible en los vehículos y el aprovechamiento de los vehículos que ya están en la carretera deben jugar todos aparte. Ninguna de estas soluciones es suficiente por sí sola.

En 2030, la venta de turismos nuevos diésel y gasolina será ilegalizado en el Reino Unido. El futuro del automovilismo de pasajeros será eléctrico. pero reciente problemas con el suministro de repuestos y del alto costo de carbono de fabricación los vehículos eléctricos podrían retrasar los beneficios climáticos de esta transición.

Para hacer el mejor uso de los vehículos existentes que queman gasolina y diésel, y el carbono que se invirtió en su creación, los conductores y los fabricantes pueden reducir las emisiones de una familia de compuestos llamados óxidos de nitrógeno, que son ligado a enfermedades respiratorias, a través de un mejor tratamiento de los gases de escape. De esta manera, las comunidades más afectadas por la contaminación del aire pueden al menos estar protegidas antes de que finalmente se erradiquen las emisiones dañinas de los vehículos.

Mi equipo de investigación está desarrollando una nueva generación de convertidores catalíticos: los dispositivos instalados en los tubos de escape para reducir la liberación de gases tóxicos. Inspirándonos en la química observada en la superficie de planetas extremadamente calientes como Venus, tenemos produjo un material sintético que podría mejorar la calidad del aire.

De Venus a los escapes de vehículos

La luz del sol destruye el dióxido de carbono (CO₂) en las atmósferas de los planetas, produciendo monóxido de carbono (CO). No lo suficientemente rápido como para evitar el cambio climático, pero lo suficiente como para que atmósferas como Venus contengan mucho más CO del que observamos allí.

Nuestro grupo estudia los efectos del material meteórico (polvo que llega del espacio) en las atmósferas. Un polvo de silicato de hierro que creamos que replica este polvo puede acelerar la conversión de CO a CO₂. Para eso se diseñaron los primeros convertidores catalíticos de los automóviles, ya que el CO es un gas tóxico.

Eso nos hizo pensar si este material podría ayudar con otros problemas, como la contaminación por óxido de nitrógeno, que excede los límites legales en el aire de muchas ciudades del Reino Unido. La mala calidad del aire de los costos de los escapes de los vehículos decenas de miles de vidas al año.

Hemos encontrado que no solo el polvo puede limpiar simultáneamente emisiones de CO y óxido de nitrógeno, pero puede convertir el dióxido de nitrógeno (NO₂, un gas nocivo que está específicamente regulado) en nitrógeno molecular inofensivo (N₂) y agua a temperatura ambiente.

Los catalizadores para procesar las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) instalados en los vehículos diésel modernos solo funcionan a temperaturas de escape superiores a 150 °C. Incluso si su automóvil usa un líquido aditivo para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno, es poco probable que funcione mientras conduce lentamente cuando el escape está más frío. Esto es cuando los vehículos emiten la mayor cantidad de NO₂, a menudo en los atascos de tráfico donde se puede acumular el aire más contaminado.

Cuando la red eléctrica esté descarbonizada y lo suficientemente robusta para cargar millones de vehículos eléctricos, los convertidores catalíticos capaces de eliminar los óxidos de nitrógeno aún pueden ser importantes. Por ejemplo, el combustible de gas natural en hornos industriales. es probable que sea reemplazado con hidrógeno.

A diferencia de los autobuses y automóviles que funcionan con hidrógeno, que producen energía a través de una reacción en una celda de combustible, las aplicaciones más grandes, como los hornos en las acerías, quemarán combustible de hidrógeno directamente. Esta combustión a alta temperatura convertirá el nitrógeno molecular del aire en contaminación por óxido de nitrógeno, que será necesario eliminar.

Es por eso que nos entusiasma desarrollar un prototipo de convertidor de emisiones que pueda funcionar en la mayoría de las situaciones, con el potencial de reducir radicalmente las emisiones tóxicas de los motores de combustión y otras fuentes en el futuro.La conversación

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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