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Proyectos de investigación

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Fotoproducción de hidrógeno con clústeres cuánticos atómicos utilizando luz visible

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: Carlos Vázquez Vázquez

Centro de investigación o Institución: Instituto de Investigaciones Tecnológicas. Laboratorio NANOMAG. Santiago de Compostela.

Sinopsis

En la actualidad es imprescindible encontrar energías alternativas que sustituyan a los combustibles fósiles, y el hidrógeno es la mejor elección como combustible tanto desde el punto de vista de eficiencia energética como de impacto ambiental. En este proyecto se pretende investigar y proponer soluciones viables para la captación de energía solar y su conversión en hidrógeno, aprovechando diferentes características de los clústeres cuánticos atómicos (AQCs). Los AQCs consisten en grupos de átomos metálicos de composiciones bien definidas y con una o muy pocas estructuras geométricas estables. Presentan niveles discretos de energía y tienen un comportamiento similar a materiales semiconductores (dióxido de titanio, óxido de zinc,…). Debido a ello, los clústeres cuánticos atómicos presentan actividad fotocatalítica y se pretende usarlos en este proyecto para desarrollar sistemas eficientes de captación de energía solar y su conversión en hidrógeno, que podrá ser usado como combustible. 

Se han optimizado los métodos de síntesis de AQCs de varios tamaños y se han desarrollado varios métodos de purificación de los AQCs. A finales de 2018 se comprobó que al depositar clústeres de Cu5 sobre nanopartículas de TiO2 es posible extender la absorción del material fotoactivo a la región visible. Esto ha permitido centrar los esfuerzos en la búsqueda de sustratos adecuados para la deposición de los clústeres y encontrar las mejores condiciones para la fabricación de fotocatalizadores con absorción en el rango visible. Se estudiaron las mejores condiciones de deposición de clústeres de plata fotoquímicos en nanopartículas de ZnO. Estos materiales híbridos AQCs/semiconductor han demostrado una mayor eficiencia en la degradación fotocatalítica de algunos colorantes, tanto en la región ultravioleta como en la visible. Respecto a la fotoproducción de hidrógeno se ha seleccionado un agente eliminador de huecos (hole scavenger) válido para los ensayos y se han hecho pruebas con y sin nanopartículas metálicas. Estas pruebas se realizaron en la región UV próxima y en la región visible (usando un simulador solar).

 

Producción Científica
 
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