MENOS ES MÁS: OPTIMIZANDO LA CANTIDAD DE CATALIZADOR EN FOTOELECTRODOS DE TITANIA MESOPOROSA PARA CLIVAJE DE AGUA

Resumen

Introducción

El desarrollo de materiales capaces de captar y transformar la energía solar a partir de compuestos abundantes y de bajo costo ha despertado gran interés con el auge de las energías limpias.¹ Los nanomateriales, por su posibilidad de formar ensamblados de distintos componentes, son un punto de partida hacia el diseño de nanosistemas integrados que permitan la separación del agua en hidrógeno y oxígeno (ec. 1) a partir de fuentes renovables. En este trabajo se presenta la síntesis de un material compuesto, formado por películas delgadas mesoporosas de TiO₂ (Fig. 1a), funcionalizadas con un catalizador de cobalto² (“CoPi”) para la oxidación de agua.

2 H₂O → 2 H₂ + O₂                                                 (ec. 1)

Resultados y Conclusiones

Los sistemas fueron caracterizados mediante espectroscopías UV-vis y Raman, SEM, XRD, XRR y técnicas fotoelectroquímicas. Se observó que tanto la nanoestructuración de las películas como el aumento del espesor da lugar a mayor actividad fotoelectrocatalítica, debido a su elevada área superficial y volumen poroso accesible. Por otro lado, se vio que la cantidad de catalizador es crítica para la performance fotoelectroquímica de las películas: una mínima cantidad de CoPi genera un aumento en la actividad del electrodo, mientras que mayores depósitos tienen el efecto contrario, disminuyendo la fotocorriente obtenida (Fig. 1b). 

Figura 1. a) Fotografía e imagen SEM de una película delgada mesoporosa de TiO₂. b) Voltametrías lineales de las muestras modificadas con poca y mucha cantidad de catalizador CoPi (2 y 180s de depósito), en oscuridad (línea punteada) y con iluminación (línea llena).