Producción de hidrógeno por medio de Fotoelectrocatálisis utilizando nanocompositos de óxido de zinc y nitruro de carbono grafítico

Abstract

Esta investigación tuvo como objetivo principal la producción de hidrógeno mediante procesos fotoelectrocatalíticos bajo la irradiación de luz visible, utilizando nanocompuestos de óxido de zinc (ZnO) y nitruro de carbono grafítico (g-C3N4). Como precursores se sintetizaron ZnO y g-C3N4, así como cuatro nanocompuestos de ZnO/g-C3N4 con 10, 15, 20 y 30% de g-C3N4. Los materiales fueron meticulosamente caracterizados para comprender sus propiedades fisicoquímicas y fotoelectroquímicas; se emplearon técnicas como la Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier, Espectroscopia Raman y Espectroscopia de Reflectancia Difusa para analizar la composición, estructura molecular y propiedades ópticas. En la evaluación fotoelectroquímica, se realizaron Voltamperometrías de Barrido Lineal bajo oscuridad, luz visible y luz ultravioleta. Los resultados iniciales mostraron que los nanocompuestos con 10% y 15% de g-C3N4 exhibieron el desempeño más prometedor en la generación de fotocorriente bajo luz visible. Para profundizar en el comportamiento de los materiales, se aplicaron Voltamperometrías Cíclicas y Espectroscopia de Impedancia Electroquímica al ZnO y los nanocompuestos de 10% y 15%. Consistentemente, el nanocompuesto con 15% de g-C3N4 demostró un rendimiento superior en todas las pruebas fotoelectroquímicas. Finalmente, se realizó Microscopía Electrónica de Barrido para visualizar la morfología de los precursores y las muestras con 10%, 15% de nitruro de carbono grafítico.