La descarbonización de la industria química es un gran desafío en la transición hacia una economía sostenible, y uno de los pilares para alcanzar este objetivo es la electrificación de procesos catalíticos. Esta transformación no solo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también abre nuevas oportunidades para diseñar procesos más eficientes y selectivos. En este sentido, investigadores de la Universidad de Alicante (UA) y de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) han logrado un avance significativo relacionado con la descarbonización de la industria química gracias al desarrollo de una nueva clase de materiales catalíticos híbridos en los que la fase de calentamiento está completamente integrada dentro del catalizador. El nuevo material permite un ahorro energético de un 40% gracias a una arquitectura que mejora la eficiencia térmica al máximo.
Los resultados representan un avance en la electrificación de procesos químicos industriales esenciales y se han publicado recientemente en la revista científica ACS Omega.
Catálisis energéticamente eficiente
La innovación se basa en la síntesis de zeolitas en presencia de nanopartículas de carburo de silicio, un material altamente eficiente en la absorción de microondas e inducción electromagnética. Como resultado, se obtiene un material compuesto en el que los cristales de zeolita encapsulan las nanopartículas de carburo de silicio (FER@SiC), lo que garantiza un contacto íntimo entre la fase catalítica y la fase de calentamiento.
Este diseño permite una transferencia de calor más rápida y localizada, con lo que se mejora la eficiencia de las reacciones químicas. Los experimentos han demostrado que este material híbrido es capaz de alcanzar la misma conversión que los catalizadores convencionales, pero utiliza un 40% menos de energía.
Los resultados de la investigación ofrecen un camino importante hacia el desarrollo de catalizadores más eficientes basados en zeolitas, fundamental para lograr una química más sostenible. En concreto, durante el proceso se han ensayado en la alquilación de mesitileno y alcohol bencílico, una reacción crucial en la industria petroquímica para la producción de compuestos valiosos como los alquilatos bencílicos, utilizados en detergentes, disolventes y otros productos.
La capacidad de operar con menor energía sin perder rendimiento convierte a estos catalizadores en una solución óptima para procesos industriales que demandan altos niveles de eficiencia como la transformación de biomasa, las reacciones de craqueo catalítico, la valorización de óxido de carbono y dióxido de carbono o la síntesis de hidrocarburos a partir de metanol, entre otros.
La tecnología ha sido protegida mediante una solicitud de patente europea conjunta entre ambas universidades. Actualmente, se encuentra en fase de validación en laboratorio y está disponible para licenciamiento industrial.