Un aprovechamiento pleno de fotocatalizadores para descontaminar y separar el agua
La fotocatálisis, proceso de catalización fotoinducida de una reacción química, ha sido objeto de una atención creciente para su aplicación en procesos de recuperación medioambiental y energías renovables. Las nanopartículas de óxidos de metal, gracias a sus propiedades y rentabilidad, están entre los materiales más prometedores para la fotocatálisis. A fin de aprovechar plenamente el potencial de estos nanomateriales, el proyecto PHOCSCLEEN (Photocatalytic systems for clean energy and environment applications), financiado con fondos de la UE, implantó un programa internacional de intercambio de personal entre los socios canadienses, europeos y mejicanos. Los miembros del equipo colaboraron para desarrollar y probar nuevos materiales fotocatalíticos. El proyecto PHOCSCLEEN se centró en el desarrollo de estructuras y materiales fotocatalíticos mejorados y más eficientes capaces de utilizar un espectro mayor de la luz solar. Concretamente, el proyecto abordó dos desafíos de una importancia fundamental en relación con el desarrollo sostenible. Por un lado, una cantidad ingente de tintes terminan todos los años en los cursos de agua, lo que provoca contaminación medioambiental y riesgos para la salud. Por otro lado, la producción de hidrógeno mediante la separación del agua reducirá y en última instancia eliminará la necesidad de emplear combustibles fósiles. El equipo del proyecto PHOCSCLEEN desarrolló microestructuras y nanoestructuras fotocatalíticas a base de bismuto que, mediante la exposición a la luz solar, decoloran los tintes y degradan los fenoles más rápido que las nanopartículas convencionales de óxido de titanio. Además, se han generado nuevos compuestos óxido-óxido que optimizan el uso del espectro de luz solar y permiten mejorar la fotocatálisis. Un óxido nanoestructurado demostró ser muy eficaz en el proceso de separación del agua en presencia de luz solar y luz ultravioleta lo que, en otras palabras, ofrece la posibilidad de operación incluso en ausencia de luz artificial, por ejemplo una fuente luminosa consumidora de energía. Se realizaron mejoras adicionales en los reactores fotocatalíticos que posibilitaron un aumento de la tasa de separación de las moléculas de agua. Los logros más importantes en la mejora de la eficiencia fotocatalítica basada en la utilización de nanomateriales con óxidos a base de bismuto se publicaron en doce artículos en revistas arbitradas y actualmente se trabaja en la redacción de otros nuevos.
Palabras clave
Fotocatalizadores, descontaminación de aguas residuales, generación de hidrógeno, nanopartículas de óxido de metal, PHOCSCLEEN
