Prensa. Diario Las Américas.
Mientras
que los óxidos metálicos que son fotocatalíticamente activos para la división
general del agua en H2 y O2 tienen espacios de banda ancha, los óxidos
sensibilizados por colorantes pueden utilizar luz visible, el componente
principal de la luz solar. El nuevo fotocatalizador es capaz de generar H2 a
partir del agua con una frecuencia de rotación de 1960 por hora y un
rendimiento cuántico externo del 2,4%.
Estos resultados son los más altos registrados para
los fotocatalizadores sensibilizados por colorante bajo luz visible, lo que
lleva al equipo liderado por Kazuhiko Maeda, de Tokio Tech, un paso más cerca
del objetivo de la fotosíntesis artificial: replicar el proceso natural de usar
agua y luz solar para producir energía de manera sostenible.
El nuevo material, publicado en el Journal of the
American Chemical Society, está construido a partir de nanopartículas de
niobato de calcio de alta superficie (HCa2Nb3O10) intercaladas con nanocúmulos
de platino (Pt) como sitios de evolución de H2. Sin embargo, las nanohojas
modificadas con platino no funcionan solas, ya que no absorben la luz solar de
manera eficiente. Por lo tanto, una molécula de colorante de rutenio que
absorbe la luz visible se combina con la nanocapa, lo que permite la evolución
del H2 impulsado por el sol.
Lo que hace que el material sea eficiente es el uso
de nanohojas, que pueden obtenerse mediante la exfoliación química de
HCa2Nb3O10 laminar. La gran área de superficie y la flexibilidad estructural de
las nanocapas maximizan la carga de tinte y la densidad de los sitios de
evolución de H2, lo que a su vez mejora la eficiencia de la evolución de H2.
Además, para optimizar el rendimiento, el equipo de Maeda modificó las
nanocapas con alúmina amorfa, que desempeña un papel importante en la mejora de
la eficiencia de transferencia de electrones.
"Hasta hace poco, se consideraba muy difícil
lograr la evolución del H2 a través de la división general del agua bajo luz
visible utilizando un fotocatalizador sensibilizado con colorante con alta
eficiencia", explica Maeda. "Nuestro nuevo resultado demuestra claramente
que esto es realmente posible, utilizando un híbrido molécula-nanomaterial
cuidadosamente diseñado".
Todavía se necesita más investigación, ya que será
necesario optimizar aún más el diseño del fotocatalizador híbrido para mejorar
la eficiencia y la durabilidad a largo plazo. La división fotocatalítica del
agua puede ser un medio crucial para satisfacer las demandas de energía de la
sociedad sin dañar aún más el medio ambiente, y estudios como este son pasos
esenciales para alcanzar nuestro objetivo de un futuro más verde.
FUENTE: EUROPA PRESS