Resumen: La impresión 3D viene revolucionando el sector industrial, porque permite proyectar y obtener un producto con mucha precisión en sus dimensiones y diferentes geometrías. Un grupo de investigación trabajo con la impresión 3D en metales para poder fabricar reactores químicos y estudiar su relación con los catalizadores.
La impresión 3D viene siendo estudiada por muchos campos de la ciencia como la biotecnología, síntesis farmacéutica, ingeniería, etc. La idea de usar este proceso en esta investigación surgió de la búsqueda de nuevas rutas sintéticas, para la conversión de recursos no petroleros en combustible líquido por diferentes procesos, los cuales han sido estudiados por mucho tiempo, que eran inviables en aplicaciones industriales debido a su alto costo. Con esto en mente el grupo de investigación decidió usar la impresión 3D de metales para fabricar los reactores autocatalíticos (SCR) y preparación de catalizadores, reduciendo así los elevados costos y tamaño de los reactores y mejorando la eficiencia energética.
Emplearon diferentes técnicas de impresión 3D para fabricar el reactor y el catalizador separadamente, y así superar los problemas de que sea una impresión complicada y baja velocidad de impresión, pudiendo también ser aplicada en condiciones extremas, como alta temperatura y presión.
Fabricaron reactores con diferentes secciones transversales para convertir moléculas de C1 (incluidos CO, CO2 y CH4) en productos de alto valor agregado. Demostraron que la geometría de la sección trasversal impresa de los SCRs puede mejorar drásticamente la sinergia entre el catalizador y reactor para controlar la distribución del producto catalítico. La superficie interna, volumen del canal y estructura espacial son factores que afectan el control de la síntesis química.
Esta investigación ofrece una alternativa para favorecer la sinergia entre reactores y catalizadores y poder impulsar a nuevos diseños para el futuro de los sistemas catalíticos para tecnologías basadas en impresión 3D.
Referencia:
Quinhong Wei, Hangjie Li, Guoguo Liu, Yingluo He, Yang Wang, et al. Metal 3D printing technology for functional integration of catalytic system, Nature Communications, 14 de agosto, 2020; DOI: 10.1038/s41467-020-17941-8
Redaccion: Dennis Gonzales - UNILA
