La investigación, de la que informa Madri+d, fue emprendida a partir de la tesis doctoral de Sandra Palenzuela-Rebella, y está liderada por Víctor A. de la Peña O´Shea y Marta Liras, de Imdea Energía. Los resultados obtenidos demuestran el enorme potencial de las técnicas microfluídicas de alto rendimiento (HPMT, por sus siglas en inglés) para transformar la forma en que diseñamos y procesamos polímeros conjugados porosos ultrananoestructurados (UN_CPPs, acrónimo de Conjugated Porous Polymers) como excelentes fotocatalizadores avanzados.
Los investigadores afirman que se trata de un salto tecnológico sin precedentes. “Gracias a esta metodología, se han conseguido nanopartículas mucho más pequeñas (≈20–25 nm), altamente homogéneas y con una dispersión de tamaño extremadamente baja”, explican. Estas mejoras no son solo morfológicas: “A diferencia de las dispersiones de CPPs convencionales, los sintetizados mediante HPMT permanecen estables durante más de dos meses sin agregarse y permiten la fabricación de películas delgadas de alta calidad por spin-coating, fundamentales para su caracterización fotoelectroquímica y su uso en dispositivos fotoelectroquímicos”, añaden.
Otro de los hitos de este trabajo es el aumento drástico del área superficial de los CPPs, un incremento que se traduce directamente en más superficie externa activa disponible para las reacciones fotocatalíticas. Pero la “verdadera revolución”, prosiguen, “llega al combinar estos polímeros con semiconductores inorgánicos como el TiO2 (dióxido de titanio), dando lugar a materiales híbridos con una eficiencia fotocatalítica espectacular”. “La eficiencia es tres veces más que su equivalente no nanoestructurado, dos veces más que el sintetizado por miniemulsión convencional, y ¡39 veces más que el TiO2 puro!”, afirman.
Todo ello, sin alterar la estructura química ni el mecanismo de transferencia de carga del material, lo que demuestra la robustez del proceso y su enorme potencial para la producción sostenible de hidrógeno.
El éxito de la metodología HPMT no se detiene ahí. A partir de esta misma estrategia, se ha desarrollado un nuevo polímero conjugado poroso ultrananoestructurado (basado en en el colorante fenazina), con resultados que superan incluso los anteriores. "Este material introduce una unidad redox activa que puede alternar de forma reversible entre fenazina y dihidrofenazina, mejorando drásticamente la actividad fotocatalítica del sistema. Todo ello permite optimizar los procesos de conversión solar y avanzar hacia la producción escalable de hidrógeno verde", concluyen los investigadores.
Su trabajo esta respaldado por el Consejo Europeo de Investigación.
