Un equipo de investigación del Centro Específico de Investigación del Hidrógeno (CER-H2) de la de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) y del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) ha diseñado un fotocatalizador eficiente y estable capaz de producir hidrógeno directamente con la luz del sol. Con este estudio se da un paso adelante en la producción sostenible de hidrógeno.
Los investigadores han depositado clústeres metálicos mediante un proceso mecanoquímico sobre nanopartículas de dióxido de titanio con morfologías diferentes y han constatado que las diferentes caras cristalográficas expuestas del dióxido de titanio también desempeñan un papel clave en la producción de hidrógeno. Según los investigadores, tanto la estabilidad de los fotocatalizadores como la intensidad del intercambio de electrones entre el semiconductor y las nanopartículas metálicas están fuertemente relacionadas con las caras expuestas del semiconductor, que son responsables de la movilidad de los átomos y su agregación.
Los resultados han mostrado que cuando se depositan clústeres de platino sobre nanopartículas octaédricas de dióxido de titanio se obtiene un fotocatalizador que produce mucho más hidrógeno y mucho más estable que cualquier otra combinación.
Nuevos catalizadores para la producción de hidrógeno verde
Para entender los resultados, Claudio Cazorla, investigador Ramón y Cajal del Departamento de Física de la UPC, ha realizado cálculos mecanocuánticos para investigar la estructura electrónica de los fotocatalizadores, que se han comparado con los resultados de espectroscopia fotoelectrónica de rayos X obtenidos en el Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería Multiescala de la UPC.
Los resultados de esta investigación, que se han publicado en la revista científica Nature Communications, deben permitir el diseño de nuevos catalizadores para la producción eficiente y sostenible de hidrógeno verde. En el CER-H2 de la UPC ya se está trabajando para llevar estos resultados a la práctica.
El trabajo ha sido liderado por el investigador Ramón y Cajal Lluís Soler y el catedrático Jordi Llorca, ambos del grupo de investigación Encore-Nemen del Departamento de Ingeniería Química y del Instituto de Técnicas Energéticas de la UPC, y que también forman parte del CER-H2. Asimismo, en el estudio ha participado Yufen Chen, estudiante de doctorado de la UPC, e investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnologia (ICN2).