Photoproduction of hydrogen using nanoparticles of titanium dioxide

Abstract

El actual escenario energético mundial ha llevado a los científicos a buscar combustibles más sustentables. El hidrógeno destaca como alternativa, pero implica grandes desafíos como el cambio del actual sistema de producción a partir de combustibles fósiles. La producción de hidrógeno vía fotocatálisis destaca como opción, pero los rendimientos reportados han sido bajos, siendo crucial enfocar esfuerzos en mejorar estos procesos. Esta tesis doctoral busca identificar las condiciones operacionales con mayor efecto en la producción de hidrógeno y de subproductos valiosos, a través del fotorreformado de alcoholes utilizando nanopartículas de TiO2, entre cinco condiciones y sus interacciones: presencia de oro como cocatalizador, tipo de alcohol, intensidad de la luz, concentración de alcohol y concentración de nanopartículas. Se prestó especial atención a explorar la influencia de estos factores en un rango de bajas concentraciones de catalizador. Las nanopartículas de TiO2-Au sintetizadas mediante un método sol-gel fueron completamente caracterizadas (UV-Vis, SEM-EDS, ICP-AES, DLS, TEM). Se logró generar H2, CH2O y CH2O2. La presencia de oro como cocatalizador, la intensidad de la luz UV y su interacción fueron los factores de mayor peso. La mejor configuración permitió alcanzar una productividad de catalizador de 2,900 μmol ∙ g-1 ∙ h-1.