Desarrollan catalizadores híbridos que reducen un 40 % el consumo energético en procesos químicos industriales

En el contexto de la transición hacia una economía baja en carbono, la descarbonización del sector químico representa uno de los desafíos más exigentes y estratégicos. Para afrontar este reto, la electrificación de procesos catalíticos surge como una herramienta fundamental, al permitir reemplazar el calor generado mediante combustibles fósiles por energía eléctrica de origen renovable. Esta transformación no solo reduce drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también favorece el diseño de procesos más selectivos y eficientes.

Una innovación estructural

En esta línea, investigadores de la  Universidad de Alicante (UA) y de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) han logrado un avance disruptivo al desarrollar una nueva clase de materiales catalíticos híbridos, en los que la fase de calentamiento se encuentra integrada estructuralmente en el propio catalizador, en lugar de añadirse como una etapa externa.

La clave de esta innovación reside 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. El resultado es un material compuesto, donde los cristales de zeolita encapsulan dichas nanopartículas, asegurando un contacto íntimo y continuo entre la fase activa y la fuente de calor.

Catalizadores más sostenibles

Este diseño estructural permite una transferencia de calor más rápida y localizada, lo que se traduce en una mejora significativa en la eficiencia de las reacciones químicas. Los experimentos realizados demuestran que estos catalizadores híbridos logran el mismo nivel de conversión que sus equivalentes convencionales, pero con un ahorro energético del 40 %.

La investigación, publicada recientemente en la revista científica ACS Omega, ha sido firmada por el catedrático Javier García Martínez, de la UA, junto a Alexandre F. Young, Julia T. de Souza, Antonio M.L.M. Costa, Pedro N. Romano y João M.A.R. de Almeida, de la UFRJ

Aplicaciones industriales y validación experimental

Los nuevos catalizadores fueron ensayados con éxito en la alquilación de mesitileno y alcohol bencílico, una reacción estratégica dentro de la industria petroquímica, utilizada para producir alquilatos bencílicos presentes en detergentes, disolventes y otros compuestos de alto valor añadido.

Gracias a su capacidad de operar a menor demanda energética sin comprometer la eficacia, estos materiales ofrecen un amplio potencial en procesos industriales que requieren altos niveles de eficiencia, como:

• Transformación de biomasa

• Craqueo catalítico

• Valorización de CO y CO₂

• Síntesis de hidrocarburos a partir de metanol

Protección intelectual y perspectiva industrial

La tecnología desarrollada ha sido protegida mediante una solicitud de patente europea conjunta entre la UA y la UFRJ. Actualmente, se encuentra en fase de validación en laboratorio y está disponible para su licenciamiento industrial, abriendo nuevas vías hacia la implementación de procesos más sostenibles en el ámbito químico global.