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Proyectos de investigación

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Catalizadores biomiméticos heterogéneos basados en arquitecturas híbridas orgánico-inorgánicas funcionalizadas para producción de hidrógeno

XVIII Concurso Nacional para la Adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Mª Dolores Esquivel Merino

Centro de investigación o Institución: Instituto de Química Fina y Nanoquímica. Universidad de Córdoba.

Sinopsis

Debido a la actual crisis energética, el hidrógeno es considerado como una nueva forma de energía alternativa a los combustibles fósiles. El hidrógeno, con su una alta capacidad energética y compatibilidad con el medio ambiente, se considera uno de los portadores de energía más prometedores en el futuro. En este proyecto se plantea el diseño de nuevos sistemas biomiméticos heterogéneos, compuestos por un centro activo tipo [2Fe2S] y un agente fotosensibilizador, que tengan la propiedad de producir hidrógeno al ser irradiados con luz visible. 

Durante este último año de proyecto, hemos logrado alcanzar gran parte de los objetivos propuestos en el plan de investigación. Por un lado, se han formado diferentes centros activos [2Fe2S] en la superficie de diferentes materiales híbridos tipo PMO conteniendo grupos tioles. La presencia de estos centros activos ha sido confirmada por RMN de 13C, espectroscopia UV-vis y espectroscopia IR.  Estos materiales han mostrado ser activos en la descomposición del agua mediante luz visible, utilizando [Ru(bpy)3]2+ como especie fotosensibilizadora y ácido ascórbico como agente de sacrificio. 

Por otro lado, y relacionado con otro de los objetivos planteados en el proyecto, se han llevado a cabo diferentes estrategias de síntesis para obtener precursores monosilánicos que contengan el centro activo de [2Fe2S]. Tras confirmar la estructura deseada por RMN de 1H y 13C, se ha realizado el anclaje de estas unidades orgánicas en la superficie de diferentes soportes de tipo silícico, tales como SBA-15 o nanopartículas tipo Stöber. Dependiendo del soporte empleado se han obtenido materiales con diferente carga de centro activo [2Fe2S]. Actualmente, se están optimizando las diferentes condiciones de reacción (agente fotosensibilizador, agente de sacrificio, disolvente, tiempo…) para llevar a cabo la fotodescomposición del agua mediante el empleo estos nuevos catalizadores sintetizados.

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