Propano gasa hidrokarburo astunagoak bihurtzen duen katalizatzaile oso eraginkorra garatu du Saudi Arabiako King Abdullah Zientzia eta Teknologia Unibertsitateak. (KAUST) ikertzaileak. Alkano metatesi izeneko erreakzio kimikoa nabarmen bizkortzen du, erregai likidoak ekoizteko erabil daitekeena.

Katalizatzaileak propanoa, hiru karbono atomo dituena, berrantolatzen du beste molekula batzuetan, hala nola butanoa (lau karbono dituena), pentanoa (bost karbono dituena) eta etanoa (bi karbono dituena). "Gure helburua pisu molekular baxuagoko alkanoak diesel-sorta alkano baliotsuetan bihurtzea da", esan zuen KAUST Catalysis Centerreko Manoja Samantaray-k.

Katalizatzailearen muinean bi metalen konposatuak daude, titanioa eta wolframioa, oxigeno atomoen bidez silizearen gainazalean ainguratuta daudenak. Erabilitako estrategia diseinuaren araberako katalisia izan zen. Aurreko ikerketek erakutsi zuten katalizatzaile monometalikoek bi funtzio betetzen zituztela: alkanoa olefina eta gero olefinaren metatesia. Titanioa aukeratu zen parafinen CH lotura aktibatzeko gaitasunagatik, olefinetan eraldatzeko, eta wolframioa olefinen metatesirako duen jarduera handiagatik.

Katalizatzailea sortzeko, taldeak silizea berotu zuen ahalik eta ur gehien kentzeko eta ondoren hexametil wolframioa eta tetraneopentil titanioa gehitu zituen, hauts hori argi bat osatuz. Ikertzaileek katalizatzailea aztertu zuten erresonantzia magnetiko nuklearra (NMR) espektroskopia erabiliz, wolframio eta titanio atomoak oso hurbil daudela silizearen gainazaletan, agian ≈0,5 nanometrotik hurbil.

Ikertzaileek, Jean-Marie Basset zentroko zuzendariak zuzenduta, katalizatzailea probatu zuten hiru egunez propanoarekin 150 °C-tara berotuz. Erreakzio-baldintzak optimizatu ondoren —adibidez, propanoa katalizatzailearen gainean etengabe isurtzen utziz—, erreakzioaren produktu nagusiak etanoa eta butanoa zirela eta tungsteno eta titanio atomo bikote bakoitzak batez beste 10.000 ziklo kataliza ditzakeela aurkitu zuten. beren jarduera galtzea. "Fakturazio-kopuru" hori propanoaren metatesi-erreakzio baterako inoiz jakinarazi den handiena da.

Diseinu bidezko katalisiaren arrakasta hori, ikertzaileek proposatzen dutenez, bi metalen artean espero den efektu kooperatiboari zor zaio. Lehenik eta behin, titanio atomo batek propanotik hidrogeno atomoak kentzen ditu propenoa sortzeko eta, ondoren, ondoko tungsteno atomo batek propenoa hausten du karbono-karbono lotura bikoitzean, beste hidrokarburo batzuetan birkonbina daitezkeen zatiak sortuz. Ikertzaileek, gainera, wolframioa edo titanioa soilik zuten katalizatzaile-hautsek oso errendimendu txarra zuten; nahiz eta bi hauts horiek fisikoki nahastu zirenean, haien errendimendua ez zen bat egiten katalizatzaile kooperatiboarekin.

Taldeak are katalizatzaile hobea diseinatzea espero du fakturazio kopuru handiagoarekin eta bizitza luzeagoa izango duena. "Uste dugu etorkizun hurbilean industriak gure planteamendua har dezakeela diesel gamako alkanoak ekoizteko eta, oro har, katalisiaren diseinuaren arabera", esan zuen Samantarayk.