Evaluación del Efecto de un Catalizador Tipo Perovskita Dopado con Europio en la Generación Fotocatalítica de Hidrógeno a Partir de Soluciones Acuosas de EDTA Bajo Irradiación UV – Vis Artificial

Abstract

El hidrógeno es el elemento más abundante en la tierra. Tiene una alta potencia de combustión y no genera residuos contaminantes. Se ha presentado como un sustituto ideal para los combustibles fósiles a mediano y largo plazo. Por esta razón, el proceso de disociación fotocatalítica del agua se ha desarrollado como un proceso sostenible para la producción de hidrógeno. El principal problema con esta tecnología es la baja eficiencia lograda con luz visible, inferior al 10%, que puede mejorarse para permitir su uso a gran escala. Teniendo en cuenta este objetivo, se han desarrollado diferentes tipos de catalizadores para esta reacción. Los catalizadores más destacados son los óxidos mixtos de perovskita de estroncio y titanio. En la presente investigación se estudió la activad fotocatalítica de este tipo de catalizadores modificados con zirconio y europio bajo radiación ultravioleta-visible artificial usando EDTA como agente de sacrificio. Se evaluaron las variables pH, concentración de EDTA y concentración de catalizador, encontrándose que para las mejores condiciones experimentales (pH: 9.0, 50 mM de EDTA y 10 mg/L de catalizador) el catalizador presentó una actividad específica de producción de hidrógeno de 358906 μmol H2/ h * g catalizador, superior a la reportada en la literatura para este tipo de óxido mixto (estroncio y titanio).

Hydrogen is the most abundant element on earth. It has a high combustion power and does not generate polluting wastes. It has been presented as an ideal substitute for fossil fuels for mid and long term. For this reason, the process of photocatalytic dissociation of water has been developed as a sustainable process for hydrogen production. The main problem with this technology is the low efficiency achieved using visible light, less than 10%, which can be improved to allow its use on a large scale. Taking into account this objective, different types of catalysts have been developed for this reaction. The most outstanding catalysts are the mixed oxides of strontium and titanium perovskite. In this study, the photocatalytic activity of these type of catalysts modified with zirconium and europium under ultraviolet-visible light using EDTA as the sacrificial agent is evaluated. The pH, EDTA and catalyst concentration are the variables studied. Correspondingly, the best experimental conditions found for the set of variables is a pH of 9.0, 50 mM EDTA and 10 mg/L catalyst. Additionally, the specific hydrogen production activity is 358,906 μmol H2/ h * g catalizador, which is higher than previously reported for the mixed oxides of strontium and titanium.