Nueva explicación del papel de los metales en los semiconductores

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La fotocatalisi hace referencia a una reacción catalítica que involucra la absorción de luz por parte de un catalizador (sustancia que aumenta la velocidad de la reacción) o un sustrat (“reactivo”). Tanto la luz como el catalizador son necesarios para alcanzar o accelerar la reacción.

La absorción de fotones promueve electrones en los catalizadores semiconductores (como TiO
2
) : desde la banda de valencia hasta la banda de conducción (aquí). Estos electrones se pueden utilizar para reducir los protones del agua y producir así hidrógeno gas (H
2
).

Pero desafortunadamente los electrones excitados tienden a volver rápidamente a su estado fundamental. La adicción de metales en la superficie del catalizador ha mostrado una mejora de la actividad fotocatalítica. Esto se ha explicado por la capacidad de los metales a atrapar los electrones excitados y acabar con el proceso de recombianción electrón-hueco que neutraliza la fotoexcitación.

Un equipo de la Universidad de California dirigido por el profesor de química Francisco Zaera ha ofrecido un explicación alternativa. Estos científicos proponen que la transferencia de electrones desde el semiconductor al metal no juega un papel significativo en la fotocatalisi y que lso electrones excitados estimulan la reduccicón del protón en la superficie del semiconductor (no del metal). Los átomos de hidrógeno son los que migran desde el semiconductor al metal y se combinan catalíticamente allí para formar H
2
.

Fuentes:

 

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