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El Instituto IMDEA Materiales cuenta ahora con una nueva herramienta en su arsenal para el desarrollo de materiales cada vez más sostenibles, con la formación de un grupo de investigación de vanguardia que avanzará en el campo de la foto- y electro-catálisis.
El grupo de investigación de Catálisis y Materiales Energéticos (CEM), liderado por el Dr. Harun Tüysüz, anteriormente del Instituto Max-Planck für Kohlenforschung de Alemania, se centrará en acelerar las transformaciones catalíticas a través de la electrocatálisis y la fotocatálisis.
Sus intereses de investigación incluyen reacciones como la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno verde, reacciones modelo de reducción-oxidación, y el reciclaje químico de polímeros.
Uno de los principales pilares de investigación del grupo, será el diseño y desarrollo de electrocatalizadores funcionales asequibles basados en metales de transición para la electrólisis alcalina del agua, con el fin de producir hidrógeno. Otro, será la conversión de energía solar en energía química mediante la fotocatálisis.
La fotocatálisis es una herramienta poderosa para las transformaciones químicas en condiciones de reacción suaves, utilizando electrones y huecos fotogenerados.
Este proceso puede utilizar la energía proporcionada por la luz solar para impulsar reacciones que son complejas, y a veces incluso imposibles, de llevar a cabo en ausencia de luz, incluso a altas temperaturas.
“El desarrollo continuo de materiales y procesos catalíticos activos, selectivos, eficientes en energía y respetuosos con el medio ambiente es esencial para nuestro futuro sostenible,” explicó el Dr. Tüysüz.
“La catálisis heterogénea está en el centro de los esfuerzos de las industrias químicas y energéticas para la conversión de materias primas en productos de valor añadido.” “La fotocatálisis impulsada por la luz solar es ecológica y tiene un gran potencial para el desarrollo de procesos catalíticos no convencionales, sostenibles y económicos,” añadió.
Sin embargo, el proceso de fotocatálisis para estas aplicaciones requiere el desarrollo y uso de materiales semiconductores avanzados.
Este es el foco del proyecto CHOSEN-CAT del Dr. Tüysüz, que recientemente aseguró financiación como la propuesta mejor valorada en la convocatoria de financiación ATRAE 2023 del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España.
El Dr. Tüysüz está trabajando para aprovechar el potencial de las perovskitas de haluro, una clase de materiales conocida por sus excelentes propiedades de absorción de luz y transporte de carga.
“Los materiales de perovskita de haluro han sido el foco de las celdas solares de perovskita durante las últimas dos décadas,” dijo el Dr. Tüysüz. “Sin embargo, no muchos investigadores han intentado usar estos materiales como fotocatalizadores.”
“Nuestro objetivo es diseñar y desarrollar estructuras de perovskita de haluro únicas y hechas a medida para la transformación catalítica aprovechando la energía solar.” Otro enfoque clave de investigación del grupo CEM será el desarrollo de procesos fotocatalíticos en el reciclaje de polímeros, particularmente de poliuretano (PU), uno de los plásticos más utilizados en el mundo.
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