{"id":388809,"date":"2026-09-10T14:23:34","date_gmt":"2026-09-10T20:23:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.elplaneta.mx\/?p=388809"},"modified":"2026-09-10T14:23:37","modified_gmt":"2026-09-10T20:23:37","slug":"investigadores-de-china-descubren-motivos-activos-reconstruidos-para-la-oxidacion-parcial-eficiente-del-metano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.elplaneta.mx\/?p=388809","title":{"rendered":"Investigadores de China, descubren motivos activos reconstruidos para la oxidaci\u00f3n parcial eficiente del metano"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n

Beijing, China, Asia.- La oxidaci\u00f3n parcial del metano (POM, por sus siglas en ingl\u00e9s) ofrece una v\u00eda industrial prometedora para la producci\u00f3n de gas de s\u00edntesis. Durante mucho tiempo, las nanopart\u00edculas de n\u00edquel met\u00e1lico (Ni) se han considerado los centros activos catal\u00edticos de esta reacci\u00f3n. Sin embargo, el Ni met\u00e1lico detectado tras la reacci\u00f3n podr\u00eda ser simplemente el producto de la reducci\u00f3n del \u00f3xido de n\u00edquel por el gas de s\u00edntesis a altas temperaturas, en lugar de la especie activa intr\u00ednseca.<\/p>\n\n\n\n

En condiciones redox de alta temperatura, las especies de Ni experimentan cambios din\u00e1micos en su estado de valencia y una reconstrucci\u00f3n estructural. No obstante, estos procesos evolutivos no se han comprendido bien, lo que ha dificultado la identificaci\u00f3n de la estructura real del sitio activo para la POM.<\/p>\n\n\n\n

En un estudio reciente publicado en *Nature Catalysis*, unos investigadores revelaron que es posible generar motivos activos *in situ* mediante la reconstrucci\u00f3n de la superficie de NiO durante la POM. Estos hallazgos identifican el origen de la actividad catal\u00edtica a escala at\u00f3mica y demuestran la importancia de captar la evoluci\u00f3n estructural din\u00e1mica en condiciones operativas realistas.<\/p>\n\n\n\n

La investigaci\u00f3n fue dirigida por los profesores ZHANG Tao, WANG Aiqin y LIU Xiaoyan, del Instituto de F\u00edsica Qu\u00edmica de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS), junto con el profesor LIU Wei (tambi\u00e9n del DICP), el profesor YANG Tao, de la Universidad Xi’an Jiaotong, y el profesor Graham J. Hutchings, de la Universidad de Cardiff.<\/p>\n\n\n\n

Modelo e imagen de la estructura activa [Ni1O4Ni4] formada *in situ*. (Imagen de TAN Yuanlong y LIU Xiaoyan)<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores prepararon un catalizador de Ni\/Al2O3 con bajo contenido de n\u00edquel (0,8 % en peso) mediante un m\u00e9todo de microemulsi\u00f3n. El catalizador mostr\u00f3 una alta actividad en la POM, logrando una conversi\u00f3n de metano del 92 %, con selectividades hacia CO y H2 del 87,0 % y una relaci\u00f3n molar H2\/CO estable de aproximadamente 2,0.<\/p>\n\n\n\n

Cabe destacar que pr\u00e1cticamente no se detectaron especies de Ni met\u00e1lico en el catalizador utilizado. Su rendimiento general fue comparable al de un catalizador de Ni\/Al2O3 con una carga elevada del 8,0 % en peso, preparado mediante impregnaci\u00f3n, y sustancialmente superior al de su hom\u00f3logo con una carga baja del 0,8 % en peso preparado por el mismo m\u00e9todo, el cual mostr\u00f3 \u00fanicamente actividad de combusti\u00f3n de metano en condiciones id\u00e9nticas.<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores descubrieron que las nanopart\u00edculas de Ni met\u00e1lico presentes en la etapa inicial de la reacci\u00f3n se oxidaban r\u00e1pidamente a la fase NiO bajo condiciones de POM. Sin embargo, un catalizador de NiO de fase pura preformado no mostr\u00f3 actividad de POM, catalizando \u00fanicamente la oxidaci\u00f3n completa del metano.<\/p>\n\n\n\n

Investigaciones posteriores permitieron observar la reconstrucci\u00f3n *in situ* de una unidad estructural activa [Ni1O4Ni4] en la superficie NiO(100). Los c\u00e1lculos de DFT demostraron que este motivo reconstruido facilita la ruptura del enlace C\u2013H en el metano, con una barrera de activaci\u00f3n de tan solo 12,5 kcal\u00b7mol\u207b\u00b9.<\/p>\n\n\n\n

Este valor es sustancialmente inferior a las barreras observadas en la superficie intacta de NiO(100) (38,5 kcal\u00b7mol\u207b\u00b9) y en la superficie de Ni met\u00e1lico (111) (15,7 kcal\u00b7mol\u207b\u00b9), lo que demuestra claramente la ventaja cin\u00e9tica de la estructura reconstruida para la activaci\u00f3n del metano. En conjunto, los resultados experimentales y te\u00f3ricos identifican este motivo reconstruido como el verdadero centro activo para la POM.<\/p>\n\n\n\n

\u00abNuestro estudio destaca el papel fundamental de la caracterizaci\u00f3n *in situ* para identificar estructuras activas din\u00e1micas bajo condiciones de reacci\u00f3n\u00bb, afirm\u00f3 el profesor Liu. \u00abLa reconstrucci\u00f3n din\u00e1mica permite que los catalizadores de baja carga alcancen un alto rendimiento, ofreciendo nuevas oportunidades para el dise\u00f1o racional de catalizadores eficientes y reduciendo al mismo tiempo la dependencia de elevadas cargas met\u00e1licas\u00bb.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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