Las altas concentraciones de gases contaminantes que se dan en los entornos urbanos hacen que los sistemas de descontaminación sean una necesidad y un reto para la ciencia. Los gases NOx son un grupo de gases formados por el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno que se producen, sobre todo, por la quema de combustibles fósiles. De ahí que en las ciudades las concentraciones lleguen a picos nocivos.
El uso de materiales descontaminantes compuestos por materias primas con propiedades fotocatalizadoras, capaces de reducir la concentración de gases NOx usando la luz solar es una de las áreas en las que más se ha avanzado.
En esta línea trabajan conjuntamente dos grupos de investigación del Instituto Universitario de Nanoquímica IUNAN de la Universidad de Córdoba liderado por los profesores Ivana Pavlovic y Luis Sánchez que, en el marco del proyecto nacional de investigación MAT2017-88284-P, ha logrado un nuevo avance en la mejora del precio y de la eficiencia de estos sistemas descontaminantes.
La mayoría de estos sistemas están basados en el dióxido de titanio (TiO2) como material descontaminante. Sin embargo, el elevado coste de este material, su efecto carcinógeno si sus partículas son inhaladas o la limitación de ser descontaminante sólo cuando se le llega la luz ultravioleta (UV) del Sol son algunos de sus inconvenientes. Teniendo en cuenta que en las ciudades hay muchas zonas oscuras debido a sombras de edificios o calles estrechas en las que no hay irradiación directa de la luz solar y disminuyendo el alcance de la luz ultravioleta, estos materiales dejarían de ser eficientes aun teniendo un alto coste.
El equipo de Pavlovic y Sánchez han demostrado que un nuevo sistema, compuesto por Hidróxidos Dobles laminares (sistemas LDH), puede ser modificado químicamente para aumentar la ‘cosecha’ de luz solar, aumentándola y asegurando que se produzca la descontaminación de gases NOx.
En un trabajo multidisciplinar, junto con los profesores Gustavo de Miguel de la UCO y Francisco Martín de la Universidad de Málaga, se ha probado que sustituyendo iones aluminio por iones hierro o cromo en un sistema LDH, las reacciones fotocataliticas mejoran activando el material descontaminante con la luz visible (aunque no llegue la radiación ultravioleta).
De esta manera, los sistemas LDH adecuadamente diseñados se convierten en un material versátil, seguro, reciclable y ‘lowcost’ debido a la sencillez de su diseño y a las posibilidades de ser eficientes en diversas condiciones geográficas. Las ciudades tienen, por tanto, un nuevo aliado en la lucha por un ambiente limpio.
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Adrián Pastor, Fredy Rodriguez-Rivas, Gustavo de Miguel, Manuel Cruz-Yusta, Francisco Martin Luis Sánchez, Ivana Pavlovic, Effects of Fe3+ substitution on Zn-Al layered double hydroxides for enhanced NO photochemical abatement, Chemical Engineering Journal, (2020). (doi: 10.1016/j.cej.2020.124110).
Fredy Rodriguez-Rivas, Adrián Pastor, Gustavo de Miguel, Manuel Cruz-Yusta, Ivana Pavlovic, Luis Sánchez, Cr3+ substituted Zn-Al layered double hydroxides as UV–Vis light photocatalysts for NO gas removal from the urban environment, Science of the Total Environment, Science of the Total Environment, 706 (2020) 136009. (doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136009).