Resumen
El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos fotocatalizadores heterogéneos soportados basados en TiO2 con propiedades
mejoradas para la revalorización de aguas residuales y la generación simultánea de hidrógeno verde mediante el uso de la luz solar.
La novedad de esta propuesta radica en la integración de diferentes aspectos para desarrollar fotocatalizadores eficientes que permitan
reutilizar aguas residuales reales para la fabricación de hidrógeno a escala de planta piloto. Teniendo en cuenta que la agricultura
necesita grandes volúmenes de agua, el propósito de H2ELIOS es encontrar los mejores fotocatalizadores para producir
descontaminación/desinfección de aguas residuales reales para alcanzar los parámetros de calidad necesarios para su reutilización en el
riego agrícola. Este enfoque constituye un método innovador de producción de hidrógeno verde como combustible de transición
energética mediante el uso de la luz solar como fuente de energía renovable.
Aunque es conocido que los fotocatalizadores de titanio en presencia de cocatalizadores como WO3, FexOy, o Ag@Ni o su forma
reducida, b-TiO2, son capaces de generar hidrógeno molecular utilizando compuestos orgánicos de sacrificio, los mecanismos por los que
operan dichos procesos todavía necesitan mayor esfuerzo investigador. Por ejemplo, la banda de valencia de la mayoría de los
semiconductores es lo suficientemente positiva como para generar radicales hidroxilo a partir del agua. Este es un punto importante
porque en la descontaminación/desinfección, el agua es el ingrediente más abundante y la eficiencia de la reacción será muy diferente si
la oxidación de la materia orgánica se produce directamente o por generación de radical hidroxilo. De esta forma, modulando el tamaño
de los cristales del cocatalizador, el número y forma de sus heterouniones o el grado de reducción del óxido de titanio, se pretende
sintetizar fotocatalizadores con una banda de valencia lo más cercana posible al potencial de oxidación del agua para producir radicales
hidroxilo.
Además, los fotocatalizadores sintetizados serán el resultado de reacciones covalentes entre todos los componentes (TiO2, cocatalizador
y soporte de sílice) para evitar lixiviaciones y facilitar la separación y reutilización. Además, los espesores de capa que se depositarán
sobre el soporte de sílice estarán diseñados para obtener la mayor superficie de contacto del fotocatalizador con la absorción del máximo
número de fotones, lo que también mejorará la eficiencia del proceso.
Esta propuesta aborda dos objetivos principales: i) garantizar la disponibilidad, la gestión sostenible y el saneamiento del agua, que
constituye uno de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible aprobados por las Naciones Unidas en la Agenda 2030. Específicamente, el
Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento. Por ello, el informe de las Naciones Unidas de 2017 sobre el desarrollo de los recursos hídricos en
el mundo centró la atención en la reutilización de las aguas residuales. En este sentido, el riego agrícola destaca como una de las
aplicaciones más consolidadas del agua reutilizada, basándose principalmente en el marco legal establecido con la aprobación del Real
Decreto 1620/2007.
Además, la generación de hidrógeno verde, el combustible para la transición energética a partir de fuentes renovables constituye uno de
los objetivos más importantes del siglo XXI para lograr la descarbonización total de la actividad antropogénica.
