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Estudio de dinámica molecular Ab initio sobre la migración de cobre-amoníaco y cobre-agua en zeolitas con estructura AEI.

desafios


RETO

El proyecto utiliza simulaciones de dinámica molecular aceleradas por Machine Learning para investigar cómo funciona la movilidad de los iones de cobre en condiciones de reacción para la eliminación de óxidos de nitrógeno (NOx) de los gases de escape en vehículos diésel.

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SOLUCIÓN

Gracias al superordenador RES FinisTerrae3, desarrollaron un Neural Network Potential (NNP) que reproduce con precisión los resultados ab initio y permite explorar escalas de tiempo y longitud que antes eran inalcanzables.

Los perfiles de energía libre generados para superceldas grandes con diversas composiciones químicas muestran que el aluminio (Al) en la estructura AEI modifica significativamente la difusión de los cationes de cobre a través de las ventanas de ocho miembros que conectan las celdas, lo que permite ajustar la estabilidad de estos catalizadores mediante la modificación de la distribución de Al.

Al aumentar la escala temporal a simulaciones de múltiples nanosegundos, se observó que la autodifusividad de los cationes de cobre es mayor en agua en comparación con el amoníaco, que es el medio típicamente utilizado. Esto facilitará la optimización de las condiciones de reacción para los procesos objetivo.

riesgo


Beneficio

Este estudio proporciona información clave para mejorar la estabilidad y eficiencia de catalizadores en la eliminación de NOx, contribuyendo a la optimización de tecnologías más sostenibles para la reducción de emisiones en motores diésel.

Sobre la empresa

El Instituto de Tecnología Química (ITQ, UPV-CSIC) es un centro de investigación mixto fundado en 1990 por la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas con sede en el Campus de la UPV. 

El ITQ es un centro de referencia en el área de catálisis, nuevos materiales (especialmente zeolitas) y fotoquímica, y uno de los Centros de Excelencia Severo Ochoa acreditados por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.