Descontaminar el agua y producir hidrógeno combustible a mismo tiempo será posible con nuevo material

EPFL

Un nuevo sistema capaz de limpiar el agua a la vez que produce hidrógeno que luego se puede usar como combustible ha sido desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencias Químicas e Ingeniería de EPFL (Suiza). El ingenio está basado en un material de la clase de estructuras metálicas y orgánicas llamados MOF, unos materiales que poseen propiedades ópticas y electrónicas fascinantes, útiles para multitud de aplicaciones, incluyendo captura y separación de gases, sensores y fotocatálisis.

Debido a que los MOF son tan versátiles tanto en su diseño estructural como en su utilidad, los científicos de materiales los están probando en una serie de aplicaciones químicas. Uno de ellos es la fotocatálisis, un proceso en el que un material sensible a la luz se excita con la luz. El exceso de energía absorbida disloca a los electrones de sus órbitas atómicas, dejando atrás "agujeros de electrones". La generación de dichos pares de orificios de electrones es un proceso crucial en cualquier proceso de energía dependiente de la luz y, en este caso, permite que el MOF afecte a una variedad de reacciones químicas.

El equipo de científicos de EPFL ha desarrollado un sistema basado en MOF que puede realizar dos tipos de fotocatálisis simultáneamente: producción de hidrógeno y limpieza de contaminantes fuera del agua, Advanced Functional Material. El material contiene el fosfuro de níquel (Ni2P) disponible en abundancia y barato, y se encontró que realiza una fotocatálisis eficiente bajo luz visible, que representa el 44% del espectro solar.

División del agua

El primer tipo de fotocatálisis, la producción de hidrógeno, implica una reacción llamada "división de agua". Como sugiere su nombre, la reacción divide las moléculas de agua en sus componentes: hidrógeno y oxígeno. Una de las aplicaciones más grandes aquí es usar el hidrógeno para las celdas de combustible, que son dispositivos de suministro de energía que se utilizan en una variedad de tecnologías en la actualidad, incluidos satélites y transbordadores espaciales.

El segundo tipo de fotocatálisis se conoce como "degradación de contaminantes orgánicos", que se refiere a procesos que descomponen los contaminantes presentes en el agua. Los científicos investigaron este innovador sistema fotocatalítico basado en MOF hacia la degradación del colorante tóxico rodamina B, comúnmente utilizado para simular contaminantes orgánicos.

Los científicos realizaron ambas pruebas en secuencia, mostrando que el sistema fotocatalítico basado en MOF fue capaz de integrar la generación fotocatalítica de hidrógeno con la degradación de la rodamina B en un solo proceso. Esto significa que ahora es posible utilizar este sistema fotocatalítico tanto para limpiar los contaminantes del agua, mientras que al mismo tiempo produce hidrógeno que se puede usar como combustible.

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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