Sin duda, el olor a huevos podridos ha llegado a su nariz en alguna ocasión. El fétido aroma a sulfuro de hidrógeno a veces brota de las alcantarillas y es un desagradable subproducto de la industria petroquímica.
Las empresas que emiten mucho sulfuro de hidrógeno pueden enfrentarse a fuertes multas. La descomposición del desagradable gas también es costosa, pero eso parece estar a punto de cambiar. Un nuevo método que utiliza nanopartículas de oro y la luz como fuente de energía descompone el gas maloliente de forma barata y rápida en hidrógeno y azufre en un proceso de un solo paso. Así, las refinerías pueden incluso ganar dinero con el olor a huevo podrido.
El dinero no apesta
Las plantas petroquímicas desulfuran el petróleo, el gas natural, el carbón y otros productos. Este proceso químico genera miles de toneladas de sulfuro de hidrógeno nocivo como subproducto cada año. Sería bueno que esto se convirtiera en sustancias útiles de manera eficiente y sostenible. Los ingenieros y científicos de la Universidad de Rice, en Houston (Texas), profundizaron en este asunto y dieron con un método muy elegante para conseguirlo. Consiguieron convertir el sulfuro de hidrógeno en gas de hidrógeno y azufre en un solo paso, empleado una capa de nanopartículas de oro y energía luminosa.
Gamechanger
“Las emisiones de sulfuro de hidrógeno pueden dar lugar a cuantiosas multas para la industria, pero su reparación también es muy cara”, explica la física y química Naomi Halas. Su equipo lleva años trabajando en el desarrollo de nanocatalizadores activados por la luz que sean económicamente viables. “La expresión 'gamechanger' está sobreutilizada, pero en este caso me atrevo a utilizar el término. Este proceso químico (llamado fotocatálisis plasmónica) es muy probable que sea mucho más barato que la remediación tradicional, y además produce productos finales valiosos”, explica Halas.
Partículas de oro extrañamente pequeñas
Cada molécula de gas sulfuro de hidrógeno (H2S) está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de azufre. Cada molécula de gas hidrógeno (H2) (el producto básico de la economía limpia del hidrógeno) contiene dos átomos de hidrógeno. El equipo espolvoreó polvo de dióxido de silicio con nanopartículas de oro, que tienen un tamaño de una diezmillonésima parte de un metro, extrañamente pequeño. Estas nanopartículas reaccionan a determinadas longitudes de onda de la luz visible. Las reacciones plasmónicas resultantes crean los llamados “portadores calientes”, o electrones de alta energía que impulsan la catálisis.
Barato y sostenible
Halas convirtió de forma eficaz y rápida el sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre utilizando lámparas LED en el laboratorio. Si consigue usar este proceso también a escala industrial, todas las grandes refinerías empezarán sin duda a emplear esta tecnología catalítica. Hoy en día, el proceso Claus, descubierto en 1883, se sigue empleando a menudo en la industria petroquímica para eliminar las partículas que contienen azufre de los gases residuales industriales. Este proceso, que consume energía, requiere múltiples pasos y cámaras de combustión calientes. Otra desventaja es que el proceso de la cláusula no produce gas hidrógeno como producto final, sino azufre y agua.
El innovador proceso químico es sencillo, rápido, barato y sostenible. Esto hace que sea una opción muy atractiva para las empresas. “Como solo requiere luz visible y no requiere calentamiento externo, el proceso es relativamente fácil de ampliar utilizando la energía solar o la iluminación LED de alta eficiencia como fuente de energía”, dijo Halas.
Aumentar la escala rápidamente
El 3 de octubre, Halas recibió el prestigioso Premio Eni a la Transición Energética 2022 por sus destacados esfuerzos y logros en el desarrollo de catalizadores eficientes y sostenibles impulsados por la luz y la producción de hidrógeno a escala industrial. Esperemos que la industria pesada consiga pronto recoger su invento para poder degradar el sulfuro de hidrógeno de forma mucho más eficiente a gran escala.