Producción fotocatalítica de hidrógeno empleando nanoestructuras de WO3

Abstract

La búsqueda de energía sostenible, es una de las metas fundamentales de la comunidad científica, con el objetivo de disminuir los contaminantes en el día a día. El objetivo principal de éste trabajo de investigación fue producir hidrógeno, un combustible altamente limpio y renovable, sintetizando nanoestructuras de trióxido de tungsteno (WO3) mediante dos rutas de síntesis, hidrotermal y precipitación, definiendo como más efectiva la ruta de síntesis por precipitación. Definida la ruta de síntesis, se obtuvieron materiales de WO3 puro y dopado con iones metálicos de cobre y platino, buscando disminuir la brecha de banda prohibida del WO3, con ello obtener un fotocatalizador capaz de ser activado empleando longitudes de onda correspondientes al espectro de luz visible (400- 800 nm), así reducir la molécula de agua y obtener hidrógeno gaseoso. Se empleó difracción de rayos-X para conocer las fases presentes, determinando que los materiales obtenidos pertenecen a la fase δ-WO3, los cuales al ser calcinados a 500 °C modificaron su estructura a la fase γ-WO3, fase deseada en este trabajo de investigación. Mediante la técnica UV-Vis se determinaron los anchos de banda prohibida, las propiedades texturales y morfológicas se estudiaron con microscopia electrónica de barrido y de alta resolución, con la técnica de adsorción de Nitrógeno para conocer el área superficial y volumen de poro, complementado con análisis termogravimétrico e IR lo que permitió conocer la estabilidad térmica de los materiales y los grupos funcionales presentes respectivamente. Como resultado de esta investigación se concluyó que los materiales de WO3, tienen la capacidad de actuar como fotocatalizadores al ser irradiados con longitudes de onda correspondientes al espectro visible, logrando reducir la molécula del agua y producir gas hidrógeno, el cual, puede llegar a ser un significativo sustituto de los combustibles fósiles, aportando un gran logro en el sentido energético y ambiental.