“Reacciones paralelas de foto-oxidación en ánodos de hematita: implicaciones para la producción de combustible por energía solar”

La foto-oxidación del agua sobre un foto-ánodo estable presenta un complicado reto para la producción de combustible por energía solar. Se considera ampliamente que esta reacción ocurre en una forma secuencial con cuatro pasos con transferencia de huecos de electrón, que resultan en estados intermedios oxidados en la superficie mientras los adsorbatos cambian (por ejemplo, de –OH a =O, luego a –OOH y de regreso a –OH). En este trabajo estudiamos las características de la descarga potenciodinámica de foto-ánodos de hematita bajo las condiciones de foto-oxidación del agua. A partir de apagar la luz, algunos de las especies intermedias oxidadas se descargan espontáneamente mientras que otras permanecen oxidadas por un rato. Los estados intermedios meta-estables se descargan en una ola bi-modal durante el barrido del potencial catódico (sin luz). Se encontró que las alturas relativas de los picos se iban revirtiendo en tanto se extendiera el tiempo de retraso entre el barrido del potencial y el momento en que se apaga la luz. Esta observación inesperada indica que la descarga proviene de reacciones paralelas, sugiriendo que ocurre lo mismo para las reacciones de oxidación que conforman el estado inicial antes de apagar la luz. Un modelo cinético fue resuelto para reacciones secuenciales así como paralelas, para predecir la evolución en función del potencial aplicado y del tiempo, lo que mostró que la reversión de las alturas relativas sólo puede ocurrir para reacciones paralelas. Este resultado amplía el paradigma actual del mecanismo de reacción de la foto-oxidación del agua, y puede inspirar nuevas estrategias para reducir el alto potencial de esta reacción y que se mejore la eficiencia de producción de combustibles por medio de energía solar.

Transmisión vía Youtube en: bit.ly/YouTube_ICF

Participante: Dr. Paulino Monroy Castillero

Institución: Universidad Ben-Gurión del Néguev, Israel

Fecha y hora: Este evento terminó el Miércoles, 16 de Febrero de 2022