Producción de Hidrógeno por la disociación del agua mediante Fotocatálisis Heterogénea, empleando el reactor Photo CREC Water II Modificado: Síntesis y prueba de catalizadores de TiO2 dopados e impregnados con Pt, propuesta de fotoreducción de CO2 y generación de H2O2.

Abstract

El uso excesivo de combustibles fósiles por la humanidad ha tenido como consecuencia la emisión de contaminantes como el CO2 y gases de efecto invernadero, por lo que existe la necesidad de promover el uso y la producción de energías alternativas que mitiguen este problema. Por lo cual existe un consenso cada vez mayor de que el hidrógeno sustituirá a los combustibles fósiles como el futuro portador de energía. La versatilidad de sus aplicaciones, su alto poder calorífico y al contar con el ciclo de combustión más limpio de la canasta energética con la que contamos actualmente, son algunos ejemplos de su potencial de desarrollo. La fotocatálisis heterogénea ofrece una alternativa de producción de hidrógeno a partir de la disociación del agua en condiciones ambiente, y uso de energía del espectro solar (UV-Visible-IR). En presente estudio se muestra la producción de hidrógeno mediante fotocatálisis a partir de catalizadores de TiO2 modificados con Pt en suspensión bajo luz UV, empleando un agente de sacrificio como el etanol. Además de que se emplearon tres metodologías de preparación del catalizador, impregnación húmeda e incipiente y sol-gel. Dicho experimentos se llevaron a cabo en el reactor Photo CREC-Water II, con diferentes atmosferas como argón y CO2 dentro del mismo. Detectando y cuantificando al etanol y los intermediarios producidos en las fases gas (metano, etano, acetaldehído, formaldehido, y CO2) y líquida (H2O2) durante este tipo de procesos, y proponer la reacción simultanea de la foto reducción del CO2 a etanol, permitiendo la regeneración del alcohol, y la formación de H2O2 en la fase liquida, debido a la reacción de los radicales hidroxilo, agregando estas dos reacciones a la red de reacciones ya antes propuesto por el grupo de trabajo describiendo mejor el proceso global. Además de que se evaluó el desempeño de estos catalizadores, calculado las eficiencias cuánticas del reactor, teniendo como resultado una mayor producción de hidrógeno (0.4 mol/cm3), y mayor eficiencia con los catalizadores por sol-gel 16 % con respecto a lo producido por los catalizadores por impregnación. Debido a su alta área superficial (125 m2/g) y la disminución de la brecha de energía de 3.2 eV a 2.7 eV con respecto a los catalizadores impregnados.