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Fotocatalisis para generar de hidrógeno

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La fotocatalisis es una reacción que combina la fotoquímica con la catálisis. Es decir, ambos elementos, luz y catalizador, son necesarios para alcanzar o acelerar una reacción química. Una linea de investigación, impulsada por cientificos ingleses de la Universidad de Strathclyde, han aplicado esta técnica a la producción de hidrógeno.

La mayor parte del hidrógeno todavía se fabrica a partir de gas natural, que produce gases de efecto invernadero, y se necesita con urgencia la producción de hidrógeno verde. El hidrógeno puro se produce a partir del agua utilizando un fotocatalizador. Este material impulsa la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno utilizando la luz solar.

Sugiere que el uso de un fotocatalizador bajo luz solar simulada facilita la descomposición del agua cuando se carga con un catalizador metálico apropiado, en este caso iridio.

Estos avances se han publicado en la revista de la Sociedad Química Alemana. ‘División fotocatalítica total del agua bajo luz visible habilitada por un polímero conjugado de partículas cargado con iridio’ es el titulo de un articulo publicado en Angewandte Chemie.

¿Qué es la fotocatalisis?

La fotocatálisis es una reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía química en la superficie de un catalizador. El fotocatalizador más común es el dióxido de titanio TiO2.

Otro fenomeno similar es la fotosíntesis. Se trata de un proceso natural que gracias a la luz solar es capaz de eliminar el CO2 para generar materia orgánica. La fotocatálisis es diferente. Se trata de un principio natural de descontaminación. La fotocatálisis elimina otros contaminantes atmosféricos, como los NOx, SOx o los compuestos orgánicos volátiles (COVs), mediante un proceso activado por la energía solar.

Aplicación de la fotocatalisis

Los fotocatalizadores (polímeros) son de gran interés ya que sus propiedades se pueden ajustar mediante enfoques sintéticos. Esto permite una optimización simple y sistemática de la estructura.

El investigador principal, el Dr. Sebastian Sprick, asegura que “el fotocatalizador puede acceder a la energía solar a través de procesos energéticamente desfavorables para generar un portador de energía almacenable en forma de hidrógeno a partir del agua. Luego, el hidrógeno se puede convertir limpiamente en electricidad en una celda de combustible con agua como único producto secundario”.

Este es un importante paso adelante para nosotros, ya que los sistemas anteriores se han basado en el uso de los llamados reactivos de sacrificio para impulsar la reacción. Los agentes de sacrificio son los donantes de electrones que reducen la tendencia a la recombinación de los electrones y aceleran la tasa de generación de hidrógeno. Aunque estos nos permiten a los investigadores comprender los sistemas, los convirtieron en ‘energía negativa’.

Los investigadores dicen que otra ventaja potencial es que los polímeros se pueden imprimir, lo que permite el uso de tecnologías de impresión rentables para escalar, al igual que la impresión de periódicos.

“Esto también será importante para producir hidrógeno a escala para abordar el cambio climático de manera efectiva”, dijo el doctor Sprick.

Esta línea de investigación ha sido apoyada económicamente por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas e Innovación del Reino Unido.

h2dnr

Ingeniero senior especializado en energía de hidrógeno

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