Un catalizador es una sustancia que acelera la velocidad de una reacción química y puede ser aplicado en la fabricación de celdas de combustible —sistemas eletroquímicos de generación de energía—; el catalizador más empleado en estos dispositivos es el platino, un metal caro y poco abundante.
     En el Cinvestav – IPN Unidad Saltillo, especialistas, dirigidos por el doctor Francisco Javier Rodríguez Varela, desarrollaron un nanocatalizador para la generación de energía de bajo costo y amigable con el medio ambiente. “En el laboratorio empleamos nanocatalizadores que, además del platino, contengan otro material, y así reducir su costo de producción”, explica.
     Para el desarrollo de los nanocatalizadores se ha empleado óxidos de metal —significativamente más económicos que el platino—, con lo cual se ha logrado reducir hasta en 50% la cantidad de este material sin arriesgar la eficiencia del nanocatalizador. “Realizamos combinaciones como: óxido de hierro con platino y óxido de cerio con platino y, en resultados preliminares, hemos visto que dichas combinaciones mantienen una alta actividad catalítica”, menciona.
    Por el momento, el equipo se encuentra realizando pruebas de laboratorio, “queremos probar estos nanocatalizadores en un prototipo de baja potencia eléctrica y evaluar su estabilidad electroquímica en el largo plazo. Es importante generar nano-catalizadores que sean estables y que no pierdan sus características a través del tiempo; esto lo hemos logrado con los que desarrollamos. El siguiente paso de esta investigación es disminuir aún más la cantidad de platino, para apegarnos a las normas del Departamento de Energía de los Estados Unidos”, concluye.
     Las celdas de combustible pueden ser aplicadas en un sinnúmero de sectores, como el automotriz; ejemplo: desarrollo de vehículos impulsados por hidrógeno, cuyos sistemas limpios no contaminan ni producen gases de efecto invernadero.

Características

Estos nanocatalizadores tienen una aplicación, tanto de ánodos (para una reacción de oxidación), como de cátodos (para la reacción de reducción de oxígeno). Con la aplicación de otros materiales, se ha logrado reducir hasta 50% de la cantidad de platino. Son de bajo costo.

Para más información: javier.varela@cinvestav.edu.mx

El arsénico es un elemento sumamente tóxico que suele encontrarse en las aguas de México; aproximadamente, la mitad del país sufre un cierto grado de contaminación por la presencia de este elemento en los mantos acuíferos, cuya concentración varía dependiendo de la zona.
     Investigadores del Cinvestav-IPN, Unidad Saltillo, desarrollan materiales absorbentes con capacidad para remover el arsénico del agua. “Este tipo de contaminación se genera por el tiempo que han pasado las aguas subterráneas en contacto con piedras que contienen arsénico; como no tenemos un buen cuidado de los mantos acuíferos, en zonas desérticas y semidesérticas se rascan pozos más profundos, en donde la concentración de arsénico es mayor y, cuando se consume agua contaminada por este elemento, se causa daños a la salud, como lo es el cáncer; de ahí la importancia de dar una solución a este problema”, explica el doctor Eddie López Honorato, responsable de esta investigación.
    En el laboratorio están desarrollando materiales que remueven este elemento; hoy en día hay tecnología que permite hacerlo, sin embargo, es cara o bastante compleja, lo cual dificulta que se pueda aplicar en cualquier lugar, por eso “estamos desarrollando un material con gran capacidad de remoción de este elemento y que sea selectivo; por ejemplo, las aguas de la parte norte del país, que son bastante duras; es decir, tienen muchas sales, como calcio o sulfatos y, cuando les ponemos un material absorbente, éste retiene todo lo que hay en el agua, incluidas estas sales, las cuales se van a pegar a su superficie y reducen la eficiencia con la cual el material remueve el arsénico”, menciona.
      Este material absorbente se está desarrollando con óxido de grafeno, cuya área superficial aumentará su interacción con el arsénico y podrá atraerlo; sin embargo, “hemos visto que por sí solo, el óxido de grafeno no remueve de forma efectiva el arsénico; para ello, agregamos unas moléculas conocidas como calixarenos, que tienen forma de copa y pueden ser modificadas según el uso que se les quiera dar. En este caso, estamos intentado simular una mano que atrape específicamente las moléculas con un tamaño determinado, el cual concuerda con las características de las moléculas de arsénico; además, los dedos funcionan como grupo funcional que atrae el arsénico y no permitirá que éste escape”, explica.
     Estamos probando a nivel laboratorio, “esperamos resultados muy prometedores para poder hacer pruebas en pozos profundos. También estamos haciendo estudios para comprobar que el agua sometida al proceso descrito no es tóxica”, concluye.

Procedimiento

Es selectivo, es decir, utiliza moléculas diseñadas específicamente para atraer moléculas de arsénico y no otras que puede contener el agua. Es capaz de remover altas concentraciones de arsénico. Elimina casi 100% del arsénico.

Más información: eddie.lopez@cinvestav.edu.mx