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¿Pronto agua, agricultura y oxígeno en Marte?

Tiempo de lectura: 3 minutos

Los investigadores han desarrollado un catalizador que destruye el perclorato, un contaminante del agua. Este nuevo proceso de tratamiento del agua podría permitir limpiar el suelo de Marte y hacerlo favorable al desarrollo de los cultivos.

Un equipo dirigido por ingenieros de la Universidad de California en Riverside (EE. UU.) Desarrolló un catalizador para eliminar una sustancia química nociva del agua en la tierra. Este catalizador también podría hacer que el suelo marciano sea más seguro para la agricultura. Y ayuda a producir oxígeno para exploradores humanos de Marte. Un gran paso adelante para la exploración espacial marciana ...

Perclorato, un compuesto dañino en la Tierra y Marte

El compuesto químico tóxico del que estamos hablando aquí es el perclorato. A ion negativo que consta de un átomo de cloro unido a cuatro átomos de oxígeno. Este producto se encuentra de forma natural en algunos suelos de la Tierra. Y es particularmente abundante en suelo marciano. En tanto que potente oxidanteAdemás, el perclorato es fabricado por el hombre y se utiliza en combustible sólido para cohetes, fuegos artificiales, municiones, iniciadores de airbag para vehículos, fósforos o incluso cohetes de señales. También se encuentra como subproducto de ciertos desinfectantes y herbicidas.

Debido a su ubicuidad en el suelo y los productos industriales, el perclorato es un contaminante común del agua. ¿Qué tan peligroso es? Puede causar ciertos problemas de tiroides. Además, el perclorato se bioacumula en los tejidos vegetales. Entonces, el perclorato en el suelo marciano podría hacer que los alimentos cultivados allí no sean aptos para el consumo. Lo que limitaría considerablemente las posibilidades de asentamientos humanos en Marte… ¿Eso no es suficiente? El perclorato presente en el polvo marciano también podría ser peligroso para los exploradores.

Inspírate en la naturaleza para deshacerte de ella

Los métodos actuales para eliminar el perclorato del agua requieren condiciones difíciles de lograr o un proceso enzimático complicado de varios pasos para Reducir el estado de oxidación del elemento cloro a ion cloruro inofensivo.

Sin embargo, es posible que los científicos de la Universidad de California en Riverside hayan encontrado la solución. El estudiante de doctorado Changxu Ren y Jinyong Liu, profesor asistente de ingeniería química y ambiental en la Facultad de Ingeniería Marlan and Rosemary Bourns, se inspiraron en la naturaleza para Reducir el perclorato en agua a temperatura y presión ambiente en un solo paso..

El punto de partida: Ren y Liu notaron que el bacteria anaerobica (entienda las bacterias que viven sin oxígeno) usan molibdeno en sus propias enzimas para reducir el perclorato y recolectar energía en ambientes privados de oxígeno. ¿Molibdeno? Un metal puro y un oligoelemento esencial para la nutrición vegetal que se encuentra en ciertas enzimas.

Sin embargo, esta no es la primera vez que los investigadores intentanexplotar el molibdeno como catalizador. " Los esfuerzos anteriores para construir un catalizador químico a base de molibdeno para la reducción de perclorato no han tenido éxito., explica Liu. Muchos otros catalizadores metálicos requieren condiciones severas o no son compatibles con el agua. ".

Un proceso que reduce más del 99,99% de perclorato en agua.

Luego, los investigadores intentaronimitar el complejo proceso microbiano de reducción de perclorato mediante un enfoque simplificado. Para ello, tuvieron la idea de mezclar tres compuestos de uso común:

  • un fertilizante llamado molibdato de sodio,
  • un ligando orgánico (entidad unida a uno o más átomos o iones centrales de una estructura química) llamado bipiridina para unir molibdeno,
  • y un catalizador de activación de hidrógeno llamado paladio sobre carbón.

Así obtuvieron un Potente catalizador capaz de descomponer rápida y eficientemente el perclorato en agua. utilizando gas hidrógeno a temperatura ambiente, sin combustión alguna. " Este catalizador es mucho más activo que cualquier otro catalizador químico informado hasta la fecha y reduce más del 99,99% de perclorato a cloruro independientemente de la concentración inicial de perclorato. Dice Ren.

El nuevo catalizador reduce el perclorato en una amplia gama de concentraciones, desde menos de 1 miligramo por litro hasta 10 gramos por litro. Por tanto, se puede utilizar en varios escenarios, especialmente para limpiar las aguas subterráneas contaminadas, tratar las aguas residuales muy contaminados por la fabricación de explosivos y, sobre todo, hacer que Marte sea habitable ! Asunto a seguir…

 

El artículo titulado Un catalizador de molibdeno bioinspirado para la reducción de perclorato acuoso ha sido publicado en el Journal of the American Chemical Society. A Ren y Liu se unieron en su investigación Jinyu Gao, estudiante de doctorado en UC Riverside, Jacob Palmer, estudiante de pregrado y Eric Y. Bi, estudiante de secundaria. Peng Yang y Mengqiang Zhu, de la Universidad de Wyoming, caracterizaron el catalizador mediante espectroscopia de absorción de rayos X, mientras que Jiaonan Sun y Yiying Wu, de la Universidad Estatal de Ohio, realizaron las pruebas electroquímicas. La investigación fue financiada por la National Science Foundation.

 

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