Obtención de hidrógeno mediante fotoelectrocatálisis usando nanocompositos de dióxido de titanio y óxido de grafeno reducido

Abstract

El problema actual de la contaminación ambiental derivada de las fuentes de energía convencionales ha impulsado la transición hacia alternativas energéticas óptimas y respetuosas con el medio ambiente, entre las que destaca el hidrógeno molecular generado mediante procesos verdes. En este estudio, se sintetizaron y evaluaron nanocompositos de dióxido de titanio y óxido de grafeno reducido como fotoelectrodos para la generación de hidrógeno, a partir del agua mediante la técnica de fotoelectrocatálisis. Los materiales fueron sintetizados a través del método in-situ sol-gel, con distintas proporciones de óxido de grafeno reducido y caracterizados mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, espectroscopía Raman, espectroscopía de reflectancia difusa UV-VIS y Microscopía electrónica de barrido. Se observó una fuerte interacción entre los precursores, un estrechamiento del band gap y una mejora en la absorción de luz visible. Los ensayos fotoelectroquímicos en diferentes condiciones de iluminación evidenciaron un incremento notable en la densidad de corriente y una reducción del sobrepotencial para el inicio de la reacción de evolución de hidrógeno en los nanocompositos, destacándose los sistemas con 10% y 15% de rGO. En general, Los nanocompositos TiO₂/rGO demostraron una actividad fotoelectrocatalítica eficiente como fotocátodos para la producción sostenible de hidrógeno a partir del agua, asistida por luz visible.