Una colaboración internacional entre investigadores de España y Escocia ha dado como resultado un nuevo enfoque para mejorar los catalizadores necesarios para llevar a cabo la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER). La reacción, en el que el agua se transforma en hidrógeno y oxígeno, es una alternativa prometedora a la dependencia de la humanidad de los combustibles fósiles para satisfacer las necesidades energéticas.

Los resultados, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , demuestran que los catalizadores moleculares de HER pueden funcionar de manera eficiente al tiempo que destacan la importancia fundamental de comprender las interacciones subyacentes entre catalizador y agua y el delicado equilibrio de numerosos parámetros que afectan la evolución del hidrógeno.

Carles Bo, líder de grupo en el Instituto de Investigaciones Químicas de Cataluña (ICIQ), es uno de los autores principales del artículo. Dijo:"Estamos tratando de encontrar catalizadores más baratos que los basados ​​en metales nobles que se utilizan en este momento, para viabilizar económicamente la producción de hidrógeno a partir del agua.

"Estos hallazgos acelerarán el desarrollo de una economía basada en el hidrógeno".

La combinación de enfoques teóricos y experimentales ha permitido a los científicos obtener algunos conocimientos mecánicos sobre la reacción de evolución del hidrógeno y explorar cómo funcionan los nuevos catalizadores.

Dr. Haralampos Miras, profesor titular de la Facultad de Química de la Universidad de Glasgow, dijo:"Estamos interesados ​​en hacer moléculas diseñadas para abordar tareas desafiantes como la evolución del hidrógeno a partir del agua y comprender cómo funcionan estas moléculas".

MoS ₂ es un material prometedor para la generación electrocatalítica de hidrógeno a partir del agua. Sin embargo, Ajustar el material 2-D para una interacción catalizador-agua eficiente no es un asunto trivial. Aquí, los científicos han utilizado MoS2 como punto de partida para diseñar análogos moleculares que imiten sus sitios catalíticamente activos al tiempo que exponen un gran número de ellos.

La familia de catalizadores moleculares descrita en el documento se diseñó utilizando enfoques modulares que aseguran una interacción eficiente entre los sitios catalíticos y las moléculas de agua, evitando al mismo tiempo costosos metales nobles. El hecho de que la síntesis de los nuevos catalizadores se lleve a cabo al aire libre y en un sencillo proceso de dos pasos, insinúa el potencial de escalabilidad de los enfoques y su viabilidad económica para competir con los catalizadores de última generación basados ​​en platino.

El resultado de COST Action Polyoxometalate Chemistry for Molecular Nanocience (PoCheMoN), financiado con fondos comunitarios, los científicos han trabajado juntos durante varios años para desarrollar el enfoque presentado en el documento.

El Dr. Miras agregó:"Se hace evidente incluso para los miembros más escépticos de las figuras públicas y políticas que el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y las consecuencias ambientales sin precedentes que ya estamos experimentando, requieren acciones urgentes y decisivas. Nuestro trabajo es parte de un esfuerzo mundial hacia una economía basada en el hidrógeno. Anticipamos que estos hallazgos serán un punto de partida para una mayor exploración de los sistemas catalíticos moleculares e inspirar a otros en un esfuerzo por abordar problemas científicos desafiantes ".