Mejora del proceso de separación del agua para la producción de hidrógeno
El óxido de cromo es el mejor material para la eficacia semiconductora de los fotocatalizadores
El hidrógeno se está convirtiendo en una importante fuente de energía renovable en el futuro, y la Universidad Flinders ha hecho una importante contribución a la comprensión de la estabilidad de los fotocatalizadores para la división del agua, con el fin de mejorar los posibles métodos de producción.
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Las últimas investigaciones de la Universidad de Flinders, la Universidad de Adelaida y la Universidad de Ciencias de Tokio contribuyen a impulsar la producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables para reducir las emisiones de CO2.
"Es un momento apasionante para dedicarse a la ciencia del hidrógeno, y se están haciendo rápidos avances para garantizar la mayor eficiencia posible en la producción de hidrógeno", afirma el catedrático de Física Química de Flinders Gunther Andersson, primer autor de un nuevo artículo que describe el método en una revista de la Sociedad Americana de Química (ACS).
La división fotocatalítica del agua es una técnica prometedora para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando partículas semiconductoras como fotocatalizadores. Aunque los investigadores entienden que las propiedades estructurales y electrónicas de los semiconductores de los fotocatalizadores desempeñan un papel importante en la determinación de la actividad fotocatalítica, su objetivo es encontrar el material mejor y más eficiente para ayudar a este proceso, que han descubierto que es el óxido de cromo.
"Los cocatalizadores pueden favorecer la división fotocatalítica del agua al favorecer la separación de los electrones y las retenciones y actuar como sitios activos de la reacción de división del agua", explica el profesor Andersson, director adjunto del Instituto de Ciencia y Tecnología a Nanoescala de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad Flinders.
"Sin embargo, el cocatalizador necesita una capa protectora que impida la recombinación de H2 y O2, lo que daría lugar a una reacción inversa que transformaría el H2 y el O2 en H2O.
"Tenemos que encontrar el material de recubrimiento adecuado para garantizar la división fotocatalítica del agua más eficaz, y esto nos llevó a explorar los óxidos de metales de transición mixtos".
Los investigadores descubrieron que las supercapas de óxido de cromo protegen el proceso de división del agua en la fotocatálisis para la producción de hidrógeno impulsada por la luz solar.
En su trabajo investigaron la estabilidad, el estado de oxidación y la estructura electrónica en masa y superficial del óxido de cromo fotodepositado sobre distintas partículas en función del proceso de recocido.
El equipo internacional de investigadores también descubrió que las capas de óxido de cromo no contribuyen a la reacción de división del agua.
El coautor principal, el catedrático de Química de la Universidad de Adelaida Gregory Metha, añade: "Los principales fotocatalizadores del mundo tienen capas superpuestas de óxido de cromo y este trabajo revela nuevos conocimientos sobre la naturaleza del recubrimiento que podrían conducir a mejoras en futuros materiales".
Se sabe que los recubrimientos de óxido de cromo protegen el proceso de división del agua en la fotocatálisis para la producción de hidrógeno impulsada por la luz solar. Los investigadores descubrieron que la estabilidad térmica del recubrimiento de óxido de cromo depende de la naturaleza química del fotocatalizador subyacente.
"Comprender la estabilidad, el estado de oxidación y la estructura electrónica de la capa de óxido de cromo sobre las partículas del fotocatalizador durante el recocido es esencial para las aplicaciones de la capa superpuesta en la división fotocatalítica del agua", afirma el profesor Andersson.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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