Proyectos de investigación

El hidrógeno es la mejor alternativa a los combustibles fósiles, tanto desde el punto de vista de eficiencia energética como de impacto ambiental. En este proyecto se
investigaron 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 (TiO2, ZnO,…). Debido a ello, los clústeres cuánticos atómicos presentan actividad fotocatalítica y se usaron en este proyecto para desarrollar sistemas eficientes de captación de energía solar y su conversión en hidrógeno. 

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. Por ello, los esfuerzos se centraron 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 seleccionó un agente eliminador de huecos adecuado y se realizaron pruebas con y sin nanopartículas metálicas, tanto en la región UV próxima como en la región visible (simulador solar). Se confirmó que las nanopartículas metálicas no son necesarias como soporte de AQCs para la fotoproducción de hidrógeno, simplificando la preparación del fotocatalizador basado en AQCs. Se confirmó que es posible conseguir la fotoproducción de hidrógeno, que es mucho mayor que para TiO₂ sin clústeres, usando el simulador solar con cantidades muy pequeñas de clústeres de Cu₅. Esta producción se puede incrementar aumentando la concentración de clústeres de Cu₅ y el área superficial de las nanopartículas de TiO₂.