Venus tiene una atmósfera espesa y tóxica llena de dióxido de carbono. Jurik Peter/Shutterstock
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 cuanto a los coches, la reducción total del número de desplazamientos (facilitando el desplazamiento a pie y en bicicleta y la mejora del transporte público), el cambio de combustible de los vehículos y el aprovechamiento de los vehículos que ya están en circulación deben jugar un papel importante. Ninguna de estas soluciones es suficiente por sí sola.
En 2030, la venta de turismos nuevos de diésel y gasolina quedará prohibida en el Reino Unido. El futuro del automovilismo de pasajeros será eléctrico. Pero los problemas recientes en el suministro de piezas y el alto costo en carbono de la fabricación de 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 están relacionados con 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.
El equipo de investigación del autor de este artículo está desarrollando una nueva generación de convertidores catalíticos: los dispositivos instalados en los tubos de escape para reducir la liberación de gases tóxicos. Inspirándose en la química observada en la superficie de planetas extremadamente calientes como Venus, ha producido un material sintético que podría mejorar la calidad del aire.
De Venus a los escapes de los 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 si lo suficiente como para que atmósferas como la de Venus pudieran contener más CO que el 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 fabricamos 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.
Los convertidores catalíticos convierten los gases tóxicos generados en los motores de gasolina y diésel en otros menos dañinos. Ulianenko Dmitrii/Shutterstock
Eso nos hizo pensar si este material podría ayudar con otros problemas, como la contaminación por óxido de nitrógeno, que supera los límites legales en el aire de muchas ciudades del Reino Unido. La mala calidad del aire de los escapes de los vehículos cuesta decenas de miles de vidas al año.
Descubrimos que el polvo no solo puede limpiar simultáneamente las emisiones de CO y óxido de nitrógeno, sino que también 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. Aquí 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 sea lo suficientemente robusta como para cargar millones de vehículos eléctricos, los convertidores catalíticos capaces de eliminar los óxidos de nitrógeno seguirán siendo importantes. Por ejemplo, es probable que el combustible de gas natural en los hornos industriales sea reemplazado por 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 el equipo de investigación está entusiasmado con la idea de desarrollar un convertidor de emisiones prototipo 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.
(Para ampliar sobre el Hidrógeno como combustible: ¿dónde es más útil el combustible bajo en carbono para la descarbonización?)
Publicado el 23 de junio de 2022 en The Conversation. Enlace al original.
Autoría
Alexander James
Research Fellow in Atmospheric Chemistry, University of Leeds
Cláusula de Divulgación
Alexander James is a listed inventor on the patent protecting intellectual property on LowCat. He and his team received funding from the Science and Technology Funding Council.
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