Científicos inventan un metal camaleónico que puede actuar como muchos otros – Aciem Atlántico

Científicos inventan un metal camaleónico que puede actuar como muchos otros

16 mayo, 2022

aciem atlantico gremio de ingenierios
Algunos materiales son susceptibles de ser modificados electrónicamente para proporcionarles nuevas propiedades Foto: Dauenhauer Group / University of Minnesota

¿Le han sustraído recientemente el catalizador del coche?¿Conoce a alguien que haya sido víctima de esta clase de robo tan frecuente en los últimos tiempos? Si la tecnología avanza a pasos de gigante, los cacos tampoco se quedan atrás adaptándose a las nuevas demandas.

Los convertidores catalíticos de los automóviles son valiosos debido al rodio y paladio que contienen. Se trata de materiales costosos que a menudo escasean en todo el mundo y que se han convertido en una traba importante para el avance de la tecnología. De hecho, a la hora de escribir estas líneas el precio de elementos como el paladio se encuentra por encima del propio oro. ¿Pero, qué pasaría si una suerte de “alquimia” permitiera a los científicos crear materiales, concretamente metales, más baratos y comunes, que imitaran las propiedades de este y otros tipos de metales preciosos?

LOS CONDENSADORES CATALÍTICOS Y LA IRRUPCIÓN DE LOS METALES CAMALEÓNICOS

La cuestión tiene poco de alquimia y mucho de química, aunque en cierto modo lo que ha conseguido un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities se parece, en el fondo, a lo que buscaban los alquimistas de la Edad Media: convertir cualquier metal en oro.

Así, bajo la dirección de Paul Dauenhauer, profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad de Minnesota, los investigadores han inventado un dispositivo innovador que convierte electrónicamente un metal para que se comporte como otro y usarlo como catalizador para acelerar las reacciones químicas.

El dispositivo fabricado, llamado condensador catalítico, es el primero en demostrar que algunos materiales son susceptibles de ser modificados electrónicamente para proporcionarles nuevas propiedades. La invención abre la puerta a nuevas tecnologías catalíticas que empleen catalizadores de metales no preciosos para aplicaciones importantes como el almacenamiento de energía renovable, la fabricación de combustibles renovables o de materiales sostenibles.

¿CÓMO FUNCIONAN LOS NUEVOS CONDENSADORES CATALÍTICOS?

Durante el último siglo la química se ha enfocado en el uso de materiales específicos para promover la fabricación de la tecnología que usamos en nuestra vida cotidiana. Muchos de estos materiales, metales preciosos como el rutenio, el platino, el rodio o el paladio, tienen propiedades de superficie electrónica únicas. Es decir, pueden actuar como metales o como óxidos metálicos, lo que los hace fundamentales para controlar las reacciones químicas.

Algunos materiales son susceptibles de ser modificados electrónicamente para proporcionarles nuevas propiedades.

Para desarrollar su método y ajustar las propiedades catalíticas de otros materiales alternativos, los investigadores se basaron en el comportamiento de los electrones en las superficies. Así, el equipo probó con éxito la teoría de que al añadir o quitar electrones a un material se podría convertir un óxido metálico en algo que imita las propiedades de otro metal. Los autores explican sus resultados en un artículo que bajo el título Alumina Graphene Catalytic Condenser for Programmable Solid Acids se publica en la principal revista de acceso abierto de la American Chemical Society, JACS Au.

“Los átomos realmente no quieren cambiar su número de electrones, pero inventamos un condensador catalítico que nos permite ajustar el número de electrones en la superficie del catalizador”, explica Dauenhauer. "Esto abre una completamente nueva para controlar la química de algunos metales y hacer que materiales abundantes actúen como metales preciosos".

"Combinamos una película de alúmina a nanoescala hecha de metal de aluminio de bajo coste y grafeno que luego pudimos ajustar para que adquiriera las propiedades de otros materiales", cuenta por su parte Tzia Ming Onn, la investigadora postdoctoral de la Universidad de Minnesota que fabricó y probó los condensadores catalíticos. "La capacidad para ajustar las propiedades catalíticas y electrónicas del catalizador superó nuestras expectativas"

El diseño del condensador catalítico tiene utilidad para una gran variedad de aplicaciones. Esta versatilidad procede de su fabricación, la cual incorpora grafeno como componente habilitador de la capa superficial activa. El poder del dispositivo para estabilizar electrones -o la ausencia de electrones, a la que los científicos se refieren como “agujeros” – se puede ajustar con una composición variable de los materiales. Así, la capa activa del dispositivo también puede añadir a cualquier material catalizador base aditivos adicionales, que luego pueden ajustarse para lograr las propiedades de materiales catalíticos costosos.

“Vemos el condensador catalítico como una tecnología que se puede implementar en una gran cantidad de aplicaciones de fabricación”, explica Dan Frisbie, profesor y director del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad de Minnesota y miembro del equipo de investigación. “Tanto el diseño central como los componentes novedosos se pueden modificar dando lugar a casi cualquier proceso químico que podamos imaginar”.

El equipo planea continuar su investigación sobre condensadores catalíticos aplicándolos a metales preciosos para algunos de los problemas ambientales y de sostenibilidad más importantes de la actualidad. Por el momento, con el apoyo financiero del Departamento de Energía de Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencias, ya en marcha varios proyectos paralelos entre los que destacan el almacenaje de energía renovable, la fabricación de plásticos reciclables, o la limpieza de flujos gaseosos.

Fuente: National Geographic España  Ver noticia

¿Requiere mayor información?

¡Escríbenos!

    250/250

    Consignación Bancaria

    Consignar el valor de la inscripción en la cuenta corriente:

    Banco: DAVIVIENDA
    Cuenta: 026369999706
    Nombre: Aciem Atlántico
    Valor: $50.000

    Consignación Bancaria

    Consignar el valor de la inscripción en la cuenta corriente:

    Banco: DAVIVIENDA
    Cuenta: 026369999706
    Nombre: Aciem Atlántico
    Valor: $80.000

    _
    Fiscal

    Jorge Balaguera Mantilla

     

    Ingeniero Electricista, egresado de la Universidad Industrial de Santander.
    Asesor en Eficiencia Energética para el sector Industrial, y diseños para uso de Fuentes Renovables de energía, Eólica, Fotovoltaica, Termo solar.
    Socio de la empresa Research & Sevices Ltda. Docente universitario .

    _
    Vicepresidenta

    Eliana Noriega Angarita

     

    Ingeniero Electricista de la Universidad de la Costa. Estudiante de Doctorado en Ingeniería Energética, MSc en Ingeniería, Diplomado en Fuentes Renovables de Energía y Formación de Inspector RETIE. Docente universitaria a nivel de Pregrado y Postgrado. Ha liderado procesos en acreditación y reacreditación de alta calidad (CNA -MEN) para programas de ingeniería y renovación de registro calificado y procesos de certificación de Inspectores y/o Directores técnicos basada en la Reglamentación de Instalaciones Eléctrica RETIE. Directora del Programa de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de la Costa.

    _
    Vocal

    Klenner Schmalbach Donado

     

    Ingeniero Mecánico de la Universidad Autónoma del Caribe, con Certificaciones Internacionales BPLAL CAT 1 - LM1 CAT 2 - LM2 CAT 3. Diplomados en Lubricación, ahorro de energía y confiablidad de máquinas. Tribos ingeniería – Ingenieros de lubricación. Gerencia de mantenimiento, Gerencia y Supervisión del sistema de SST. Con conocimientos en gestión estratégica de negocios y convenios interinstitucionales, además, con experiencia en procesos de producción y en consultorías e interventorías industriales. Miembro activo de la Comisión de Mecánica de ACIEM, Capítulo Atlántico.

    _
    Vocal

    José Daniel Soto Ortiz

     

    Ingeniero Electricista de la Georgian Technical University – USSR. . M.Sc en Ingeniería Eléctrica, Maestría en Sistemas de Potencia Eléctrica, Georgian Technical University – USSR. profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Norte. En su trayectoria profesional ha tenido varios reconocimientos: Medalla al Mérito Académico Award: Innovation in Teaching, Award, Universidad del Norte, Nov 2014, Award: Senior member IEEE Jan 1996 Grant: Programa INTERCAMPUS AECI, Jul 1985 Scholarship: ICETEX.

    _
    Secretario

    Fabián Coll Viloria

     

    Ingeniero Electricista egresado de la Universidad del Norte, Especialista en Gestión Eficiente de la Energía, Gerencia de Proyectos MSc. en Fuentes Renovables de Energía, Administración Energética, Certified Energy Manager (CEM) de la Asociación Norteamericana de Ingenieros en Energía (AEE)

    _
    Tesorero

    Luis Guzman Plata

     

    Ingeniero Electricista egresado de la Universidad del Norte, experto diseñador, constructor y asesor en el sector salud en temas de instalaciones hospitalarias. Gerente propietario de la empresa SISTELAT SAS, empresa dedicada al diseño y construcción industrial de cofres eléctricos.

    _
    Vocal

    Milen Balbis Morejón

     

    Ingeniera Mecánica de la Universidad de Cienfuegos, Cuba, Doctora en Ingeniería de la Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Magister en Eficiencia Energética de la Universidad de Cienfuegos, con más de 18 años de experiencia en la docencia, la investigación y consultorías. Con experiencia en estudios, asesorías, desarrollos e implementación de programas de ahorro de energía; estudio e implementación de soluciones energéticas utilizando Fuentes Renovables de Energía y cogeneración. Desarrollo de auditoría energética, optimización en sistemas térmicos y Sistemas de Gestión Integral de la Energía Norma ISO 50001.

    _
    Presidente

    Carlos Arturo Cárdenas Guerra

     

    Ingeniero Electricista egresado de la universidad Industrial de Santander - Especialista en gerencia para ingenieros (UPB)- Magister en ingeniería eléctrica (UIS) - Doctorando en ingeniería energética (Actual - CUC). Asimismo, ejerce labores de Docente Catedrático Universitario en pregrado, especialización y maestría en diferentes Universidades del país y actualmente es el director de operaciones de la empresa Orbita Ingenieros SAS.

    _
    Ex Presidente Consejero

    Carlos Pantoja García

     

    Ingeniero Electricista de la Universidad Nacional de Colombia, Especialista en Potencia y Distribución, con más de 40 años de experiencia en el sector eléctrico, en la dirección de proyectos de redes de distribución urbanas, líneas de transmisión y subestaciones, siendo su último cargo Subgerente Técnico en la Electrificadora del Atlántico. Miembro activo de IEEE.

    _
    Suplente del Fiscal

    Raúl Mora Palacio

     

    Ingeniero Electricista de la Universidad del Norte, con experiencia en consultoría y diseños, dirección de obra, asesoría, capacitaciones, interventoría e inspección de instalaciones eléctricas en baja y media tensión acorde a estándares nacionales (RETIE, NTC2050, RETILAP, NTC 4552) e internacionales (NFPA 70 NEC, IEEE, CIE, IESNA).Estudios de cortocircuito y falla a tierra, Diseño de sistemas de protección contra rayos, Sistemas de Puesta a Tierra, Diseños de Iluminación interior, exterior y vías y Diseños para Alambrado y Protecciones de sistemas de fuerza y control. Con experiencia académica como instructor en temas de RETIE a nivel de Diplomado y Charlas técnicas sobre alambrado y protecciones de instalaciones de baja tensión y RETILAP.

    _
    Suplente

    Mauricio Márquez Santos

     

    Ingeniero Mecánico, Especialista en Ingeniería de Procesos Industriales, Magíster en Educación, Doctor en Ciencias mención gerencia. Docente de Educación Superior por 23 años en el área de mecánica de materiales, directivo de programas académicos de pregrado y posgrados. Investigador Junior. Actualmente Director (e) Departamento Mecánica - Electrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma del Caribe.

    _
    Suplente

    Gustavo Camargo España

     

    Ingeniero Electricista de la Universidad del Norte, Máster Dirección de Marketing EAE, Barcelona-España, Especialista en Gerencia de Proyectos de Ingeniería. Con experiencia certificada en retail, ventas, compras y manejo de proveedores, con énfasis en el área comercial y dominio del idioma inglés. Líder en estrategias comerciales y capacitador a equipos comerciales de canales de distribución. Experiencia adicional en manejo de proyectos de ingeniería.

    _
    Suplente

    Liliana Ortega Pérez

     

    Ingeniero Electricista e Ingeniero Electrónica, de la Universidad Tecnológica de Bolívar. Especialista en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica de la UIS. Consultora y Asesora eléctrica; asociada eléctrica en acreditadas constructoras del país. Diseñadora de Instalaciones eléctricas de edificaciones de Vivienda, Administrativas, Colegios, Complejos deportivos y Parques, entre otros. Amplia experiencia en la presentación de Proyectos Ante el Operador de Red Electricaribe SA ESP y Afinia. Experiencia en la formación educativa. Conocedora de la legislación colombiana.

    _
    Suplente

    César Uparela Ortega

     

    Ingeniero Mecánico de la Universidad de Antioquia,
    Diplomado en Gerencia y Negocios Internacionales, con experiencia en finanzas, economía y administración de empresas, tanto en el sector público como privado. Realizó en el Batson Institute curso de Managing innovation strategies. Ha ocupado cargos gerenciales en importantes empresas del sector público y privado. Actualmente es Representante Legal y socio de Etiquetas de Colombia SAS. Miembro de las Juntas Directivas de ACOPI, Barranquilla Verde (Autoridad ambiental del Distrito de Barranquilla) y ACIEM, Capítulo del Atlántico (por varios períodos)

    _
    Vocal

    Christian González Púa

     

    Ingeniero Electricista, Universidad Nacional, Magíster en Ingeniería Eléctrica y de Sistemas, Especialista en Economía y Regulación Eléctrica y Gas. Fue Director de Ingeniería Eléctrica en la Universidad del Norte, Docente universitario de la cátedra de Ingeniería Eléctrica, Consultor en temas de Ingeniería, Miembro consejero del Consejo Profesional de Ingenierías. Expresidente de Aciem Capítulo del Atlántico.

    _
    Vocal

    Jesús Hernando Garnica Castillo

     

    Ingeniero Electricista egresado de la Corporación Universitaria de la Costa - CUC, Ingeniero Electromecánico egresado de la Universidad Antonio Nariño, Especialista en Sistemas de Transmisión y Distribución de la Energía Eléctrica de la Universidad del Norte, Gerente Propietario de la firma KDG ELECTROCOMUNICACIONES SAS con sede en Santa Marta.