Uno de los usos más comunes de los metales de transición raros es actuar como catalizadores. Los catalizadores son básicamente sustancias que aceleran las reacciones químicas sin agotarse. Aparecen en todo, desde la producción de fertilizantes hasta los convertidores catalíticos que se encuentran debajo de su automóvil. Pero como estos catalizadores están hechos de metales raros como el platino y el paladio, acaban siendo caros. También es complicado extraer metales como el platino gracias a su rareza. Por eso no sorprende que los químicos lleven años buscando alternativas. Y ahora es posible que finalmente tengamos una respuesta en forma de aluminio, uno de los metales más abundantes en la Tierra.
La respuesta proviene del King’s College de Londres, donde un equipo de investigadores que trabajan junto con químicos del Trinity College de Dublín han logrado crear una nueva forma del metal que podría reemplazar estas opciones más caras. El metal ha sido modificado para formar una nueva molécula, a la que llaman ciclotrialumano. Básicamente se trata de tres átomos de aluminio unidos formando un triángulo, lo que lo convierte en un trímero. Los hallazgos completos se publican en la revista Nature Communications.
El trímero es lo que hace que todo funcione, porque se comporta de manera muy parecida al platino y al paladio. Esos dos metales son excelentes para impulsar reacciones químicas, pero, según la autora principal, la Dra. Clare Bakewell, el platino y el paladio son 20.000 veces más caros que el aluminio. Pero el ciclotrialumano es más que una simple imitación del presupuesto, ya que puede provocar reacciones con las que incluso los metales más caros tienen problemas. También se mantiene unido cuando se disuelve en diferentes soluciones. Eso es un gran problema porque muchas moléculas reactivas cultivadas en laboratorio terminan descomponiéndose en el momento en que tocan un solvente. Estas ventajas suponen una serie de beneficios para todos.
Lo que realmente puede hacer este elegante aluminio
La molécula se ha mostrado prometedora en el laboratorio, lo que sugiere que eventualmente podría ayudar a impulsar reacciones químicas importantes. Los investigadores pudieron utilizarlo para dividir el dihidrógeno, las moléculas de H2 que forman el gas hidrógeno. La división de la molécula de hidrógeno es el principal impulsor de la producción de energía de hidrógeno, y el mismo proceso que hace funcionar los vehículos propulsados por hidrógeno, por lo que podría ayudar con la producción de combustible limpio. La molécula también actuó como catalizador en el crecimiento controlado de la cadena de eteno, que resulta ser uno de los principales componentes de los plásticos.
Luego están las cosas raras. Bakewell y su equipo descubrieron que la reacción del trímero con eteno crea estructuras de anillos que nadie había documentado antes. Estos incluyen anillos formados por cinco y siete átomos de aluminio y carbono mezclados. Esto sugiere una clase completamente nueva de reacciones que van más allá de lo que el platino y el paladio pueden lograr por sí solos.
Hoy en día, la mayor parte del platino del mundo se extrae en Sudáfrica. Para extraer incluso unos pocos gramos es necesario procesar al menos una tonelada de mineral, lo que requiere una tonelada de energía. Esto es un problema, ya que la red energética todavía depende en gran medida del carbón. Cambiar el platino por aluminio reduciría el impacto ambiental y al mismo tiempo reduciría los costos. El metal ya está demostrando su valor en otras iniciativas ecológicas, ya que los investigadores han encontrado una nueva forma de reciclar baterías utilizando papel de aluminio viejo. Por supuesto, el equipo todavía se encuentra en la fase exploratoria y aún se necesita mucho trabajo para lograr las victorias anteriores a escala. Pero si los resultados se mantienen, el aluminio puede terminar sobrecalificado para simplemente quedarse en el cajón de la cocina como papel de aluminio.
