Física Quântica ajuda a aumentar eficiência de catalisadores industriais

De toda a produção industrial do mundo moderno, as reações catalíticas são responsáveis por 20%. Um dos exemplos mais presentes na vida das grandes cidades atualmente são os catalisadores instalados nos motores dos automóveis para diminuir a emissão de poluentes na atmosfera.

Com o objetivo de aumentar a eficiência desses equipamentos e simplificar a construção deles, pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca acabam de propor uma nova abordagem teórica de análise dos catalisadores industriais. Ela é baseada na física quântica e está publicada na edição de 28 de janeiro da revista Science.

Os autores acreditam que novos modelos matemáticos poderão ser capazes de reduzir o número de experimentos práticos necessário para o desenvolvimento de novos catalisadores. Além de retirar a poluição, esse princípio também é fundamental para o campo das energias renováveis, como no caso das células a combustível que usam hidrogênio.

O estudo feito na Europa se baseou em um sistema catalítico composto por nanopartículas de rutênio, metal da família da platina. A análise da eficiência do catalisador foi testada a partir da síntese de amônia. Além dos cálculos teóricos, os pesquisadores também fizeram testes práticos para essa nova abordagem, que usa também a teoria da densidade funcional.

A diferença do novo método, que se mostrou eficiente, é a utilização direta das medidas da distribuição dos tamanhos das partículas de rutênio para fazer a ligação entre o material catalítico e o tratamento teórico usado para a análise das reações. Essas medidas são obtidas por microscopia eletrônica.

O artigo Ammonia Synthesis from First-Principles Calculations, de K. Honkala, A. Hellman, I. N. Remediakis, A. Logadottir, A. Carlsson, S. Dahl, C. H. Christensen e J. K. Nørskov, pode ser lido no site da Science, em www.sciencemag.org