p A poluição do ar pela combustão de combustível é um dos maiores problemas ambientais, especialmente em ambientes urbanos. Em cidades densamente povoadas, a presença de óxidos de nitrogênio, partículas muito pequenas de carbono, e o monóxido de carbono (CO) no ar prejudica seriamente a saúde humana e aumenta a mortalidade. Uma colaboração entre pesquisadores da Universidade de Barcelona e do Instituto Boreskov de Catálise da Academia Russa de Ciências em Novosibirsk (Rússia) abre caminho para a redução das emissões de poluentes automotivos. Em um estudo recente, os cientistas apresentam princípios de design e sínteses de catalisadores para transformar moléculas tóxicas no ar em temperaturas abaixo de 0 graus C. p A maioria dos poluentes nocivos gerados nos motores de combustão automotiva são eliminados no escapamento do carro por meio de interações com conversores catalíticos sofisticados. Em particular, os chamados catalisadores de escapamento automotivo de três vias transformam óxidos de nitrogênio prejudiciais, monóxido de carbono, e hidrocarbonetos em nitrogênio molecular inofensivo, agua, e dióxido de carbono.

p Contudo, um dos desafios restantes são as emissões de partida a frio geradas pelos veículos durante os primeiros minutos após a ignição, até que o motor fique suficientemente quente para que o catalisador comece a operar. "Na verdade, a maioria das emissões prejudiciais durante uma viagem média vem dessas emissões de inicialização a frio, "observa Konstantin Neyman, Professor do ICREA no Instituto de Química Teórica e Computacional da Universidade de Barcelona (IQTCUB). "O desenvolvimento de catalisadores trabalhando de forma eficiente em baixas temperaturas é, portanto, um campo de pesquisa muito ativo, " ele adiciona.

p Nesse contexto, pesquisadores do grupo liderado pelo professor Andrei Boronin, do Instituto Boreskov de Catálise (Novosibirsk, Rússia), estudaram as propriedades catalíticas de materiais complexos com base em combinações de metais e óxidos. A equipe siberiana se concentrou na eficiência de baixa temperatura de catalisadores sintetizados e identificou uma combinação particular capaz de começar a converter CO a -50 graus C.

p Esta eficiência de baixa temperatura foi alcançada pela dispersão fina de platina, um metal cataliticamente ativo usado em inúmeras aplicações, em dióxido de cério nanoestruturado. “A chave para o desempenho desses materiais muito ativos é a sinergia entre o suporte de óxido e a platina oxidada bem distribuída. Podemos identificar esses componentes por meio de técnicas espectroscópicas, mas a caracterização de sua função específica requer modelos computacionais dedicados, "afirma o professor Boronin.

p É justamente aqui que entra em cena o trabalho de modelagem teórica realizado no grupo liderado por Konstantin Neyman. Albert Bruix, um pesquisador Beatriu de Pinós neste grupo, diz, "Por meio de cálculos de mecânica quântica usando computadores de alto desempenho, podemos modelar esses materiais fascinantes e decifrar o papel de cada componente no excelente desempenho catalítico medido experimentalmente. "

p O estudo, publicado em Catálise B aplicada:Ambiental , é um passo importante no desenvolvimento de materiais catalíticos para o tratamento oxidativo de poluentes atmosféricos a baixa temperatura. Contudo, Professor Boronin diz, "A quantidade de platina usada nesses catalisadores é bastante grande, e seu custo prejudica aplicativos comercialmente viáveis. "Ele acrescenta, "Nosso trabalho atual, portanto, se concentra em alcançar um desempenho similarmente alto em cargas de metais preciosos fortemente reduzidas."

p O impacto social do desenvolvimento de tais catalisadores não se limita às emissões automotivas:"Esses materiais também podem ser usados ​​para o tratamento oxidativo de poluentes produzidos por fontes estacionárias, como usinas de combustível fóssil, "conclui Konstantin Neyman.