Exploran potencial tecnológico de los fosfuros metálicos

USB sigue produciendo resultados de investigación

En diciembre pasado, Daniel Torres defendió y aprobó su trabajo de grado para optar al título de Licenciado en Química, en el que consideró el estudio cinético y termodinámico de la electrocristalización de fosfuros de cobre y el efecto de este nuevo material en la reacción de evolución de hidrógeno, encontrando resultados destacados en la comprensión de la formación de esta nueva fase y modelando su nucleación y crecimiento usando las teorías apropiadas.

Adicionalmente, en la investigación se discutieron los efectos de estos nuevos materiales en la generación de hidrógeno. El aporte tanto en investigación fundamental como en proyecciones tecnológicas hizo que el jurado evaluador le confiriera mención sobresaliente al trabajo de Torres, quien egresará de la USB en el acto de grado de este mes.

El proyecto fue dirigido por el profesor Ronald Vargas (USB) y evaluado por los profesores Mary Carmen Bullón (UCV) y Benjamín Scharifker (USB y Unimet); se está considerando para su publicación en dos revistas especializadas del Science Citatation Index.

El profesor Vargas explicó que el impacto negativo de los combustibles fósiles en el medio ambiente ha motivado la búsqueda de nuevas formas de generación y almacenamiento de la energía que puedan garantizar el desarrollo tecnológico e iluminar el camino a futuras generaciones. Esto ha llevado al desarrollo de energías alternativas, y con estas surge la necesidad de almacenamiento y transporte eficiente de las mismas. En este sentido, el hidrógeno se ha postulado como vector energético prometedor capaz de ser producido de forma limpia por vía electroquímica a partir de la ruptura electrolítica del agua, que solo requiere agua y energía eléctrica para producir hidrógeno y oxígeno en un proceso libre de contaminantes.

Los fosfuros metálicos son compuestos con la fórmula molecular MxPy; M = Metal y P = fósforo, basados en metales de transición, capaces de promover la reacción de producción de hidrógeno. Se postulan como materiales ideales debido a su bajo costo, abundancia relativa y alta eficiencia; surgen de una tendencia reciente de formar materiales binarios entre metales y no metales bajo la premisa de que estos pueden adsorber los protones del agua de forma tal que se aumente la velocidad de la reacción. Energías de adsorción que son muy altas previenen la liberación del producto de la reacción, mientras que energías que sean muy bajas llevan a velocidad de reacción muy lenta. Por lo tanto, se necesita un compromiso para que el proceso sea eficiente, lo cual ha conducido a explorar alternativas novedosas inspiradas en la naturaleza, tales como los fosfuros, pero cuyo potencial tecnológico aún no ha sido completamente elucidado.

Es necesario comprender cuál es el rol del fósforo en estos materiales y establecer criterios claros sobre su síntesis y actividad tal que se establezcan nuevas directrices de diseño. El diseño de mejores materiales permite esclarecer nuevos fenómenos, mientras que el entendimiento de estos fenómenos permitirá confeccionar mejores materiales. Esto forma un ciclo que impulsa hacia adelante la investigación fundamental y aplicada.

La combinación de tecnologías que permitan la producción limpia de hidrógeno basadas en métodos electroquímicos tiene el potencial para impactar significativamente el transporte y generación de energía. Más aún, el desarrollo de una industria energética basada en hidrógeno, o incluso una economía basada en hidrógeno, puede tener un gran impacto positivo sobre la electroquímica. Pero para que esto ocurra, primero la electroquímica debe tener un gran impacto en la economía de la producción de hidrógeno.

Desde la USB se siguen profundizando estrategias de investigación sostenidas en las experiencias de discusión profesores-estudiantes que durante 40 años se han desarrollado en el Laboratorio de Electroquímica (Labeq) del Departamento de Química, hoy día liderado por su fundador, Benjamín Scharifker, Profesor Emérito USB.

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