Un equipo del grupo de investigación Química Orgánica y Catálisis de la Universidad de Córdoba (UCO) ha desarrollado ensayos de laboratorio para mejorar la producción de hidrógeno verde con energía solar mediante fotocatalizadores basados en dióxido de titanio e incorporaciones de distintos metales. El trabajo apunta a que la dispersión del metal y los tratamientos previos aplicados al catalizador son determinantes para aumentar la actividad fotocatalítica.
El hidrógeno verde se considera una alternativa energética porque, al quemarse, solo genera vapor de agua, a diferencia del dióxido de carbono asociado a los combustibles fósiles. Sin embargo, su producción todavía puede depender de esos mismos combustibles, por lo que la investigación de la UCO busca avanzar hacia un proceso más coherente con ese objetivo ambiental, tanto en el uso final como en la obtención del hidrógeno.
Fotocatálisis solar para producir hidrógeno verde
La base del estudio es la fotocatálisis, un proceso que transforma la luz solar en energía química. Para ello se emplea dióxido de titanio, un fotocatalizador habitual en este tipo de aplicaciones por su estabilidad y bajo coste. Su principal limitación es que no absorbe una parte suficiente de la radiación solar: más del 90% de la luz que recibe se pierde casi de inmediato antes de poder contribuir a la generación de hidrógeno.
Para mejorar ese rendimiento, el equipo incorporó diferentes metales al dióxido de titanio y realizó pruebas en laboratorio con luz solar simulada. Los resultados muestran que el oro y el platino, pertenecientes al grupo de los metales nobles, son los más eficaces para convertir la luz captada en energía química y producir hidrógeno.
El estudio también identifica al cobre como una alternativa de interés frente al coste elevado del oro y el platino. Aunque se trata de un metal no noble y más económico, sus resultados se aproximan a los obtenidos con los metales nobles.
Dispersión del metal y tratamiento térmico
La investigación no se limita a comparar metales, sino que analiza cómo se incorporan al catalizador. Según los ensayos, el método de deposición-precipitación resulta más eficaz para fijar los metales sobre el dióxido de titanio, ya que favorece su distribución en partículas pequeñas y mejora la productividad de hidrógeno.
El trabajo también subraya la importancia del pretratamiento térmico de los metales. Este paso permite eliminar compuestos que interferían en la interacción entre el metal y el titanio, reduciendo la eficacia del proceso. La conclusión principal es que no basta con depositar un metal sobre el dióxido de titanio: es necesario lograr una elevada dispersión y asegurar que la superficie esté limpia de contaminantes.
El estudio ha sido financiado por el proyecto ‘Valorización (foto)(electro)catalizada del glicerol en energía y productos de valor añadido’ (PID2022-142275OB-I00, MCIU/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UE) y se ha publicado en la revista ‘International Journal of Hydrogen Energy’. El objetivo del trabajo es contribuir al diseño de fotocatalizadores más eficaces, rentables y escalables para producir hidrógeno verde mediante energía solar.
La referencia del artículo corresponde a Juan Martín-Gómez, Julia Morales-Roldán, Jesús Hidalgo-Carrillo, Alberto Marinas y Francisco J. Urbano, autores de ‘Relaciones estructura-actividad en fotocatalizadores metal/TiO₂ para la producción de hidrógeno mediante fotorreformado de glicerol’.