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Nuevos fotocatalizadores para la conversión de CO2 en combustibles

Imitar de manera artificial el proceso de la fotosíntesis, mediante el cual algunos organismos transforman el CO2 y el agua en moléculas orgánicas, es uno de los grandes retos históricos de la Ciencia, y a día de hoy continúa siendo uno de los más esquivos. Los mecanismos de la fotosíntesis son esencialmente conocidos, pero aún no se ha desarrollado un dispositivo capaz de llevarla a cabo artificialmente de manera competitiva. El papel central en la fotosíntesis artificial lo tiene el fotocatalizador, es decir, la sustancia capaz de absorber energía de la luz y transformarla en energía química a través de la conversión de las moléculas de CO2 en productos útiles desde un punto de vista químico (como el monóxido de carbono) o energético (como el metano). Una de las líneas de investigación de la Unidad de Procesos Fotoactivados de IMDEA Energía es el desarrollo de estos fotocatalizadores. Recientemente, investigadores de esta Unidad han desarrollado fotocatalizadores basados en nanopartículas de oro y plata soportadas sobre dióxido de titanio con el fin de mejorar la eficiencia de la conversión del CO2 en combustibles mediante fotosíntesis artificial.* Con estos materiales, activados con luz UVA (contenida en la luz solar en aproximadamente un 5%), se ha conseguido la formación selectiva de metano. Por otra parte, cuando los catalizadores se activan con luz visible (aproximadamente un 40% de la solar), son capaces de formar, a partir de CO2 y agua, monóxido de carbono e hidrógeno, es decir, gas de síntesis, que puede utilizarse para obtener tanto combustibles como productos químicos. Mediante diferentes técnicas que incluyen medidas en el sincrotrón ALBA de Barcelona, y en colaboración con el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC, se han investigado los mecanismos que dirigen el comportamiento de estos catalizadores.

(*) P. Reñones, L. Collado, A. Iglesias-Juez, F. E. Oropeza, F. Fresno, V. A. de la Peña O’Shea, Silver-Gold Bimetal Loaded TiO2 Photocatalysts for CO2 Reduction. Industrial & Engineering Chemistry Research, 59 (2020) 9440, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c01034 

Más información: Fernando Fresno, Investigador Titular, Unidad de Procesos Fotoactivados. fernando.fresno@imdea.org

Fecha: 
Martes, Julio 21, 2020