Un nuevo material abre la posibilidad de producción de combustibles solares

La generación de combustibles verdes como el hidrógeno es hoy en día un tema de investigación fundamental asociado a la creciente demanda de energía. La fotocatálisis, reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía química en la superficie de un catalizador, aparece como una vía prometedora para producir H2 sólo a partir del agua.

En este contexto, el Instituto IMDEA Energía ha logrado sintetizar y caracterizar un nuevo material fotocatalizador capaz de producir cantidades récord de hidrógeno para la generación de combustibles solares.

Se trata de un nuevo polímero de coordinación poroso (PCP) o red metal-orgánica (MOF de sus siglas en inglés Metal Organic Framework)a base de titanio (IV), denominado IEF-11 (IEF= IMDEA Energy framework). Este material alcanza los mejores rendimientos globales de fotodisociación de agua reportados hasta el momento para MOFs en ausencia agentes sacrificiales y co-catalizadores, siendo además capaz de mantener su actividad tras más de diez ciclos.

El material se preparó calentando una mezcla de precursores dispersos en un disolvente en un reactor cerrado utilizando un método de síntesis combinatoria. Debido a su naturaleza nanométrica, solo fue posible resolver su estructura cristalina mediante una combinación de técnicas no convencionales; concretamente, la técnica de difracción de electrones tridimensional (3DED) y la difracción de rayos X en polvo , utilizando radiación sincrotrón.  Además, se ha demostrado su extraordinaria estabilidad estructural y química en una amplia variedad de condiciones agresivas (pH, disolventes orgánicos e irradiación).

Teniendo en cuenta la versatilidad del diseño del material IEF-11, este podría servir como estructura modelo para el desarrollo de una serie de Ti-MOFs y para la obtención de una nueva generación de eficientes fotocatalizadores solares.