Tecnología verde para obtener hidrógeno, uno de los combustibles del futuro

El óxido de titanio (TiO2) es un material con propiedades únicas de fotocatálisis y se está aplicando en muchas áreas tecnológicas.

Una de las propiedades principales que tiene es la capacidad de fotocatalizar la rotura de la molécula de agua para obtener una molécula de hidrógeno y una de oxígeno.

Tecnología verde para obtener hidrógeno, uno de los combustibles del futuro

El hidrógeno es el combustible potencial más limpio de que podríamos disponer, con el reto es conseguir un procedimiento limpio que permita dejar de usar combustibles fósiles

Los miembros del proyecto COMPHOCAT, liderado por el catedrático Francesc Illas, director del Instituto de Investigación de Química Teórica y Computacional de la Universidad de Barcelona (IQTCUB), han estudiado las propiedades de este óxido en la nanoescala para construir modelos computacionales que simulen el comportamiento de las nanopartículas que se utilizarán en la práctica.

Algunos de los avances los publican en The Journal of Physical Chemistry C.

Una de las propiedades principales que tiene es la capacidad de fotocatalizar la rotura de la molécula de agua para obtener una molécula de hidrógeno y una de oxígeno.

"Hasta ahora, no ha sido posible identificar fotocatalizadores de TiO2 con actividad en la región de la luz visible, lo que limita sus aplicaciones prácticas", explica Illas, que añade: "Para conseguir que un fotocatalizador sea práctico necesitamos obtener luz en el rango ultravioleta, en el que el TiO2 funciona mejor, o bien modificar el compuesto para que tenga las mismas características con luz visible".

PUBLICIDAD

Según el investigador, la primera opción queda descartada "porque no se puede recoger luz ultravioleta suficiente a partir de la luz solar, ya que la atmósfera absorbe la luz de este rango".

El segundo caso (modificar las nanopartículas de TiO2) es lo que se está estudiando desde el IQTCUB.

El equipo ha creado modelos realistas de diversas nanopartículas de TiO2en las que se han estudiado las propiedades electrónicas empleando métodos basados ​​en la teoría del funcional de la densidad, y ha llevado a cabo cálculos precisos teniendo en cuenta todos los electrones e incluyendo efectos relativistas.

"La geometría de cada partícula ha sido determinada por la minimización de la energía, una técnica utilizada para obtener la distribución de átomos más estable para una molécula", apunta Illas.

Las propiedades electrónicas se han estudiado como función del tamaño y forma de la nanopartícula.

Candidatas a la ventana de la luz visible

"Estos modelos de la estructura del TiO2 han permitido construir una base de datos con nanopartículas que debidamente modificadas, serían candidatas con un espectro de absorción adecuado a la ventana de la luz visible", afirma el investigador de la UB.

El equipo de investigación liderado por Illas está formado por los investigadores del IQTCUB Stefan Bromley (ICREA), Francesc Viñes, Kyoung Chul Ko, Ángel Morales, Rosendo Valero y los investigadores en formación Antoni Macià y Oriol Lamiel.

El proyecto COMPHOCAT se ha llevado a cabo gracias a los 52 millones de horas de cálculo con la supercomputadora MareNostrum del Barcelona Supercomputing Center (BSCN-CNS) otorgadas por el Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE).

Con el fin de continuar esta investigación, la misma plataforma PRACE ha otorgado al equipo de Illas 40 millones de horas de cálculo adicionales para el nuevo proyecto EXCIPHOCAT, que permitirá caracterizar los compuestos diseñados en esta primera fase.

Referencias bibliográficas:

A. Morales-García, O. Lamiel-Garcia, R. Valero y F. Illas. "Properties of single oxygen vacancies on a realistic (TiO2)84 nanoparticle: a challenge for density functionals".

The Journal of Physical Chemistry C, enero de 2018. Doi: 10.1021/acs.jpcc.7b11269

F. Viñes, O. Lamiel-Garcia, F. Illas y S. T. Bromley. «Size dependent structural and polymorphic transitions in ZnO: from nanocluster to bulk». Nanoscale, 2017. Doi: 10.1039/C7NR02818K

O. Lamiel-Garcia, K. C. Ko, J. Y. Lee, S. T. Bromley y F. Illas. «When anatase nanoparticles become bulk-like: properties of realistic TiO2 nanoparticles in the 1-6 nm size range from all electron relativistic density functional theory based calculations». Journal of Chemical Theory and Computation, 2017. Doi: 10.1021/acs.jctc.7b00085

Fuente: Agencia Sinc

Por:

Comparte esta noticia!

Tecnología verde para pasear virtualmente por 15 rutas de la Sierra de...

Tecnología verde para pasear virtualmente por 15 rutas de la Sierra de Guadarrama

Tecnología verde para replantar hasta 100.000 árboles en un día con...

Tecnología verde para replantar hasta 100.000 árboles en un día con drones

Comentario/s

Deja tu comentario

Camina o revienta… de un ictus severo
Vida Saludable

Camina o revienta… de un ictus severo

Los investigadores analizaron dos registros suecos de accidentes cerebrovasculares e identificaron a 925 personas con una edad promedio de...

Cocinar con madera o carbón es una muy mala idea
Vida Saludable

Cocinar con madera o carbón es una muy mala idea

Alrededor de 3.000 millones de personas en todo el mundo viven en hogares que regularmente queman leña, carbón u otros...

Lo que no quieren que sepas las marcas de yogures sobre sus productos
Vida Saludable

Lo que no quieren que sepas las marcas de yogures sobre sus productos

Las pautas dietéticas del Reino Unido y Estados Unidos recomiendan productos lácteos bajos en grasa y bajos en azúcar, y los...

El consumo moderado de carbohidratos es una gran idea
Vida Saludable

El consumo moderado de carbohidratos es una gran idea

Uno de ellos, el estudio sobre Riesgo de Aterosclerosis en Comunidades (ARIC), evaluó los hábitos dietéticos de 15.428...

Felipe VI llama a cuidar entre todos el Parque Nacional de Ordesa
Medio Ambiente

Felipe VI llama a cuidar entre todos el Parque Nacional de Ordesa

Ha visitado este enclave en el Pirineo aragonés, inaugurado en 1918 por su bisabuelo, Alfonso XIII, el segundo parque nacional...

Un estudio de la UE constata la buena gestión de la Reserva Marina de Cabo de Palos-Islas Hormigas
Medio Ambiente

Un estudio de la UE constata la buena gestión de la Reserva Marina de Cabo de Palos-Islas Hormigas

Según se constata en el estudio, la opinión del sector pesquero profesional sobre la gestión pesquera y el control de...

Ecologistas valora positivamente que la causa del Mar Menor permanezca unida
Medio Ambiente

Ecologistas valora positivamente que la causa del Mar Menor permanezca unida

Para la asociación ecologista, que actúa como acusación particular en dicha causa, el que se mantenga toda la...

Europarlamentarios visitan Doñana
Medio Ambiente

Europarlamentarios visitan Doñana

Así lo ha puesto de manifiesto en declaraciones a los periodistas en Matalascañas, en Almonte (Huelva), el presidente de la...

Sierra Nevada cierra la temporada estival con un 3% más de visitantes
Deportes de Aventura

Sierra Nevada cierra la temporada estival con un 3% más de visitantes

La consejera delegada de Cetursa en Sierra Nevada, María José López, ha explicado en un comunicado que este crecimiento...

Una cabaña de pastores reconvertida en refugio, al servicio de montañeros y senderistas en Linás de Broto (Huesca)
Deportes de Aventura

Una cabaña de pastores reconvertida en refugio, al servicio de montañeros y senderistas en Linás de Broto (Huesca)

Es difícil hablar de Soaso --nombre del refugio-- sin hablar de ganadería, ha comenzado diciendo Enrique Ramón, que...

Málaga adecuará un nuevo recorrido senderista para unir historia y naturaleza
Deportes de Aventura

Málaga adecuará un nuevo recorrido senderista para unir historia y naturaleza

La diputada de Medio Ambiente y Promoción del Territorio, Marina Bravo, ha mantenido este jueves un encuentro con alcaldes y concejales de...

Cerca de mil ciclistas tomarán parte en la IX Maratón BTT Sierra de Cazorla
Deportes de Aventura

Cerca de mil ciclistas tomarán parte en la IX Maratón BTT Sierra de Cazorla

Pérez ha destacado que "Cazorla sigue fiel a su cita con el ciclismo de montaña, una prueba con la que nuestra provincia...