El proyecto se centra en el diseño y caracterización de catalizadores basados en metal-óxido para el reformado seco de metano con dióxido de carbono (DRM). Este proceso es termodinámicamente desfavorable y requiere altas temperaturas para activar moléculas estables de metano y dióxido de carbono, pero produce un gas de síntesis adecuado para la producción de productos oxigenados y de hidrocarburos complejos. El objetivo principal es optimizar estos catalizadores para reducir la emisión de gases de efecto invernadero (GEI), transformándolos en productos valiosos.

Se utilizarán simulaciones moleculares mediante el software VASP y técnicas de aprendizaje automático, combinadas con métodos avanzados de síntesis y caracterización experimental. La investigación abordará tanto sistemas modelo como catalizadores reales, analizando sus propiedades de quimisorción y reactividad.

Históricamente, los catalizadores de metales nobles como el platino, paladio, rodio y rutenio han mostrado alta actividad y estabilidad para el DRM, pero su alto coste y escasez limitan su uso. Alternativamente, el níquel (Ni) y el cobalto (Co) son más accesibles y muestran alta actividad y selectividad, aunque presentan problemas de estabilidad debido a la deposición de carbono y la sinterización.

La ceria (CeO2) ha sido identificada como un soporte prometedor para los catalizadores de Ni o Co, debido a sus propiedades redox y ácido-base que mejoran la estabilidad y limitan la deposición de carbono. La ceria facilita la activación de los reactivos y limita la sinterización a altas temperaturas.

Recientes investigaciones han demostrado que los catalizadores de Ni-CeO2 y Co-CeO2 son altamente eficientes y estables para el DRM a temperaturas relativamente bajas. La reducción en la barrera de activación del metano en estos catalizadores confirma que las interacciones metal-soporte son clave para la activación del metano.

Este proyecto también se enfocará en la exploración de nuevos materiales, optimización de características superficiales, y en la combinación de experimentos in situ con simulaciones de teoría del funcional de la densidad (DFT) para comprender mejor las rutas de reacción y la formación de carbono. El objetivo final es diseñar catalizadores avanzados y estables que puedan ser utilizados en la producción industrial de gas de síntesis a partir de los principales gases de efecto invernadero, contribuyendo a un futuro más limpio y sostenible.