El estudio se realizó como parte de la investigación doctoral de Bruno Leuzinger da Silva. Crédito: Cine
Un grupo de investigadores afiliados al Centro de Innovación en Nuevas Energías (CINE) ha desarrollado un método para purificar materiales que es simple, económico y que tenga un bajo impacto ambiental. Los científicos han logrado mejorar la eficiencia de una película que puede usarse en algunos procesos de producción de hidrógeno verde.
Conocido como ferrita de bismuto de tipo mullita (bi₂fe₄o₉), el material se ha utilizado como fotoelectrocatalizador en la producción de hidrógeno por oxidación de fotoelectrones, un proceso en el que las moléculas de derivados de agua o biomasa se oxidan usando la luz solar como fuente de energía. El papel de las películas de ferrita de bismuto en este proceso es absorber la luz e impulsar las reacciones electroquímicas que “separan” el hidrógeno de las moléculas originales (agua, glicerol, etanol, etc.).
Sin embargo, el rendimiento de estos fotoelectrocatalizadores se ha limitado en la producción de hidrógeno debido, entre otros factores, a la presencia de compuestos no deseados en el material en sí, conocido como fases secundarias. Ahora, la investigación realizada por miembros de Cine en los laboratorios de la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp) en Brasil ha traído una solución al problema: un método de purificación que ha logrado eliminar estos compuestos no deseados.
“El proceso mejoró significativamente el rendimiento del material en la oxidación de fotoelectrones de moléculas orgánicas”, dice Pablo Fernández, profesor de Unicamp y coautor del artículo que informa el descubrimiento en la revista Electrochimica Acta.
“Aunque todavía estamos lejos del rendimiento adecuado para la aplicación en un sistema real, y se deben mejorar varios otros aspectos, este es un paso importante hacia la producción de un material barato y sostenible con aplicaciones en la producción de hidrógeno verde y purificación de agua (entre otros) mediante métodos fotoelectroquímicos”, agrega el científico.
La suerte favorece a los preparados
El estudio se realizó durante la investigación doctoral de Bruno Leuzinger da Silva en el Instituto de Química de Unicamp, bajo la supervisión de la profesora Ana Flávia Nogueira, también miembro de Cine y coautora del artículo. El estudiante estaba probando el rendimiento de las películas de ferrita de bismuto en la oxidación de las moléculas de glicerol, con el objetivo de producir hidrógeno verde, cuando observó que el material cambió con el tiempo.
Más tarde, los estudios detallados revelaron la razón de los cambios: cuando el material interactuó con glicerol y luz, se purificó espontáneamente. Finalmente, las pruebas realizadas en las películas purificadas mostraron que eran mejores para producir hidrógeno.
Basado en este descubrimiento, el equipo formuló el método de purificación fotoelectroquímica publicado en el artículo científico. En este método, el material a purificar se pone en contacto con glicerol. Cuando se expone a la luz, ciertas reacciones electroquímicas tienen lugar entre el material y el glicerol, y las fases secundarias desaparecen.
El proceso básicamente utiliza electricidad, luz y glicerol, un compuesto renovable, biodegradable y no tóxico que está ampliamente disponible como un subproducto abundante de la producción de biodiesel.
Este descubrimiento abre oportunidades para el desarrollo de materiales eficientes, eficientes y de bajo costo que pueden usarse para impulsar diversas reacciones fotoelectroquímicas que son importantes para aplicaciones como la producción sostenible de combustibles y materias primas y el tratamiento de aguas residuales.
Más información: Bruno Leuzinger da Silva et al, purificación de fase fotoelectroquímica BI2FE4O9: eliminando la fase BI2O3 de BI2FE4O9/BI2O3 Películas delgadas, Electrochimica Acta (2025). Doi: 10.1016/j.electacta.2025.145852
Cita: el método sostenible produce material de alta pureza para su uso en la producción de hidrógeno verde (2025, 12 de mayo) Recuperado el 12 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-sustenable-method-high-purity-material.html
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