Universidad de Alicante

La figura 1 muestra las curvas de combustión de carbonilla en una corriente que simula el escape de un motor diésel (500 ppm NO + 5% O₂ en N₂; 30000 h-1), obtenidas sin utilizar catalizador, empleando un catalizador comercial de platino (1% de Pt en alúmina, suministrado por Sigma-Aldrich), un catalizador de cerio y praseodimio preparado mediante un método convencional de co-precipitación y un catalizador de cerio y praseodimio de similar composición pero preparado mediante el método de microemulsión inversa. Las mezclas carbonilla-catalizador se han preparado mediante contacto débil, simulando las condiciones de un filtro real.



La figura 2 muestra la relación entre la combustión catalítica de carbonilla (en las condiciones descritas en la Figura 1) y el tamaño de partícula/área de catalizadores de ceria dopada con zirconio o praseodimio. Todos los catalizadores están calcinados a 500ºC, excepto donde se indique lo contrario.




Tabla 1. Comparación de catalizadores de diferente naturaleza probados para la combustión de carbonilla en condiciones realistas (similares a las descritas en la figura 1) :
[a] En los casos en los que se ha considerado relevante se indica entre paréntesis el método de preparación o si se trata de un catalizador comercial.
[b] temperatura necesaria para quemar el 50% de la carbonilla.


Para dar una visión comparativa más global de la elevada actividad de los catalizadores preparados mediante este procedimiento, en la Tabla 1 se incluye el parámetro T50% para catalizadores de diversa naturaleza, que es la temperatura necesaria para quemar el 50% de la carbonilla en experimentos similares a los mostrados en la figura 1.

En general, los catalizadores de cerio dopado tanto con zirconio como con praseodimio presentan una actividad elevada, pero la actividad de los catalizadores de platino sólo se supera con los catalizadores de cerio y praseodimio preparados mediante el método de microemulsión inversa.

La elevada actividad de los catalizadores de cerio y praseodimio desarrollados se debe a dos cosas. Por un lado, a que los óxidos mixtos de cerio y praseodimio presentan una elevada actividad intrínseca debido a que son capaces de producir una elevada cantidad de oxígeno activo y, por otro, a que tienen un tamaño de partícula muy pequeño y un área superficial elevada. Esto es un requisito imprescindible ya que favorece el contacto con las partículas de carbonilla y, por lo tanto, la transferencia del oxígeno activo desde el catalizador hasta la carbonilla.

Esto se pone en evidencia en la figura 2, donde se representa el parámetro T50% frente al tamaño de partícula de catalizadores de cerio dopados con zirconio o praseodimio. Las composiciones seleccionadas para las dos series de catalizadores son las más activas para óxidos mixtos cerio-zirconio (con 20 % molar de zirconio) y cerio-praseodimio (con 50 % molar de praseodimio) de acuerdo a estudios previos.

Los distintos catalizadores de cada serie se han preparado mediante diferentes métodos de síntesis (calcinación de una mezcla de nitratos, co-precipitación con amoniaco y microemulsión inversa, siendo todos calcinados en similares condiciones a 500 ºC). También se ha incluido un catalizador ceria-zirconia comercial (de Rhodia) calcinado a 500 u 800 ºC.

Tal y como se observa en la figura 2 la actividad catalítica del catalizador comercial de platino sólo se mejora con óxidos mixtos de cerio y praseodimio de elevada área superficial, preparados mediante el método de microemulsión inversa.

• Mayor actividad que en el caso de catalizadores de Pt.
• Menor tamaño de partícula.


• Mayor área superficial
• Producción de una elevada cantidad de oxígeno activo.

Se han realizado con éxito ensayos a nivel laboratorio con los catalizadores tanto en polvo, como soportados en filtros de partículas de carburo de silicio utilizando mezclas de gases que simulan la composición del escape de un vehículo diésel (con NOx, O₂, H₂O, CO₂ y N₂).

Esta tecnología es aplicable para la reducción de contaminantes en corrientes de gaseosas. Concretamente se puede utilizar en la purificación de gases de escape de motores diesel, por lo que tiene una aplicación directa en el sector de la automoción y para todos los sectores que utilicen motores en sus procesos, generación de energía, industria de proceso, etc.

Se buscan empresas interesadas en adquirir la tecnología para su explotación. Es posible hacer uso de las diferentes formas de transferencia de tecnología (acuerdo de licencia de la patente, cesión de los derechos de uso, fabricación o comercialización a terceras empresas, proyecto de I+D, etc.).