¿Qué es un Catalizador de Paladio?
Un catalizador de paladio es un compuesto que contiene paladio fabricado para uso catalítico.
El paladio (símbolo del elemento: Pd) es un miembro del grupo de elementos del platino con número atómico 46. Los catalizadores de paladio son materiales indispensables para la síntesis orgánica y se utilizan ampliamente en campos como el descubrimiento de fármacos, la síntesis de productos naturales y la síntesis de polímeros.
En particular, son mundialmente conocidas las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio, por las que se concedió el Premio Nobel de Química en 2010. Las reacciones de acoplamiento cruzado son reacciones en las que se combinan selectivamente dos sustancias químicas. Existen muchos tipos diferentes de catalizadores de paladio, que deben utilizarse en función de las materias primas y las reacciones en las que se empleen.
Usos de los Catalizadores de Paladio
El paladio se utiliza en catalizadores, materiales dentales, componentes eléctricos y electrónicos y joyería. El paladio puede adsorber internamente 935 veces su propio volumen de hidrógeno, por lo que también tiene aplicaciones en aleaciones de almacenamiento de hidrógeno.
Los compuestos a base de paladio fabricados para aplicaciones catalíticas son catalizadores de paladio. Los catalizadores no cambian por sí mismos antes o después de una reacción, sino que modifican la velocidad de reacción de los reactivos. Forman productos intermedios de reacción con los reactivos y la reacción se produce a través de estos productos intermedios de reacción.
Los catalizadores de paladio se utilizan a menudo en síntesis orgánica. En particular, se utilizan para sintetizar productos diana mediante reacciones de acoplamiento cruzado. Es un material importante para la síntesis farmacéutica y de productos naturales. En los últimos años, ha encontrado una aplicación cada vez mayor en catalizadores para la purificación de gases de escape en motores de automóviles.
Principios de los Catalizadores de Paladio
Los catalizadores típicos de paladio incluyen cloruro de paladio, acetato de paladio y complejos de paladio con ligandos de fosfina, con diferente reactividad según el tipo. Estos catalizadores se utilizan ampliamente en el descubrimiento de fármacos, la síntesis de productos naturales y la síntesis de polímeros.
El paladio también se utiliza en catalizadores ternarios en el sector de la automoción. Un catalizador ternario es un dispositivo capaz de eliminar sustancias nocivas como hidrocarburos, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno de los gases de escape de los automóviles. Se utilizan metales como el paladio, el platino y el rodio.
Más Información sobre los Catalizadores de Paladio
1. Uso de los Catalizadores de Paladio para Desintoxicar los Gases de Escape de los Automóviles
Los gases de escape de los automóviles contienen altos niveles de sustancias tóxicas y peligrosas para el medio ambiente, como óxidos de nitrógeno (Nox), monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos no quemados (HC). Los catalizadores convierten estos componentes tóxicos en dióxido de carbono, agua, nitrógeno y oxígeno inocuos mediante reacciones de oxidación y reducción, y en este caso se utiliza el paladio.
Otros elementos de metales preciosos, como el platino y el rodio, también se utilizan como catalizadores. El paladio tiene una mayor demanda, ya que se utiliza principalmente como catalizador en los vehículos de gasolina.
Los catalizadores de paladio se instalan después del colector de escape, donde se concentran los gases de escape del motor. Para aumentar la superficie de contacto con los gases de escape, los catalizadores de paladio de tamaño nanométrico se dispersan uniformemente en una cerámica con estructura de panal en forma de colmena.
Las desventajas de los catalizadores de paladio en el uso de la desintoxicación de los gases de escape de los automóviles son que son muy caros y, además, requieren la alimentación previa de grandes cantidades, ya que el catalizador se desplaza y se acumula en la superficie de la cerámica durante su uso a altas temperaturas, lo que reduce la superficie. En respuesta al agotamiento de los recursos de paladio, se están llevando a cabo actividades de investigación y desarrollo para reducir el uso de catalizadores de paladio.
2. Precio de los Catalizadores de Paladio
El paladio utilizado en los catalizadores de paladio es un metal raro y costoso, con un precio de varios millones de yenes por kilogramo. La mayor parte de la demanda de paladio se destina a los catalizadores de los vehículos de gasolina, por lo que a medida que aumenta la demanda de vehículos de gasolina, también aumenta el precio.
En los últimos años, el precio del paladio ha experimentado un fuerte incremento. Esto se debe a un gran desequilibrio entre la oferta y la demanda, con una producción minera de 200 toneladas al año frente a una demanda de 300 toneladas al año. Las regulaciones ambientales más estrictas de los últimos años, junto con el aumento de la demanda de vehículos de gasolina en China y otros países, así como el escándalo relacionado con el control de emisiones de los motores diésel, han contribuido a acelerar el aumento de la demanda de vehículos de gasolina.
El paladio se produce principalmente en Rusia y Sudáfrica, que representan el 40,5 % y el 37,5 % de la producción de paladio, respectivamente, según datos de 2017. El hecho de que haya un número limitado de países productores significa que el impacto de la escasez de suministro debido a la inestabilidad política y otros factores es significativo, y la reciente disminución abrupta de la producción en Rusia también ha contribuido al aumento del precio.