e-POMOCOL

MFA-2022-057

Aquest projecte té dues línies de treball clarament diferenciades, que són:

1. Desenvolupament de materials per generar energies renovables.

Dividir l'aigua en hidrogen i oxigen usant energia solar és l'enfocament més simple per a produir combustibles renovables. La generació d'H₂ ecològic a partir de l'aigua comprén dues semireaccions: (i) l'oxidació de dues molècules d'aigua en O₂ i (ii) la reducció de l'aigua, que converteix protons i electrons en H₂ molecular. Un inconvenient important d'aquestes semireaccions és la seua cinètica lenta, especialment per a la reacció d'evolució d'oxigen (OER), la qual cosa condueix a una eficiència de conversió d'energia global baixa. Com a conseqüència, actualment existeix una extraordinària activitat investigadora dedicada al desenvolupament de catalitzadors d'oxidació d'aigua (WOCs) eficients, robustos i de baix cost.

El nostre primer objectiu general és resoldre aquest problema mitjançant l'ús de polioxometalats (POM) i estructures orgàniques metàl·liques basades en POM (POMOF) com a catalitzadors per a la generació d´oxigen. Els POM són una gran classe de grups d'òxids metàl·lics aniònics (principalment de Mo i W) que exhibeixen una transferència de càrrega reversible sense canvi estructural, la qual cosa els fa molt atractius per a aplicacions fotoelectrocatalítiques.

Un segon objectiu dins d'aquesta línia de treball és el disseny i síntesi de catalitzadors basats en LDH per a reaccions de conversió d'energia ajustant la composició del material i creant defectes estructurals i la seua calcinació per a obtindre òxids estables en condicions d'alta temperatura. Preparació de heteroestructuras de LDH-òxids metàl·lics que creguen sinergies i afavoreixen la separació i el transport de càrregues.

2. Desenvolupament de materials per a lemmagatzematge denergia..

Actualment s'està fent un esforç considerable per a desenvolupar materials funcionals per a l'emmagatzematge d'hidrogen. Entre aquests, els adsorbents porosos com les estructures organometáliques (MOF) podrien oferir els temps d'ompliment més ràpids amb les pressions de subministrament més baixes. Per a millorar la capacitat d'emmagatzematge gravimètric d'H₂, els nodes de metalls de transició poden ser reemplaçats per àtoms més lleugers, com el carboni i el nitrogen. Aquestes xarxes orgànics covalents (COF) exhibeixen estabilitats més altes en comparació amb els MOF. Un dels inconvenients d'aquest enfocament és que, per a aconseguir la cristalinitat, s'han d'emprar reaccions reversibles entre els components bàsics orgànics, la qual cosa limita l'abast del mètode.

Per això, el tercer objectiu del projecte se centra a augmentar les capacitats d'emmagatzematge d'hidrogen i enfortir les interaccions d'adsorció utilitzant un enfocament híbrid MOF/COF amb un triple objectiu: (i) obtindre xarxes multifuncionals amb llocs metàl·lics oberts i una forta estabilitat termodinàmica; (ii) introduir una nova ruta topoquímica per a la preparació de materials COF amb major cristalinitat; (iii) ajustar les característiques dels porus del material sorbent (diàmetre, forma, obertura) d'una manera sense precedents a través del potencial electroquímic (utilitzant nodes metàl·lics actius redox) o irradiació de llum (utilitzant centres metàl·lics creuats d'espín).

Per a aconseguir aquest objectiu i assegurar la cristalinitat i la correcta caracterització dels materials, pretenem introduir un nou procediment sintètic basat en el pre-ensamblat de les estructures a través de ponts de dihidrógen, seguit d'una reacció de deshidrogenació topoquímica.

Fotocatalitzadors,electrocatalitzadors,reaccions de conversió d'energia,polioxometalats, hidròxids dobles laminars,xarxes d'enllaços H,estructures orgàniques covalents,emmagatzematge d'hidrogen

Manuel Molina Muriel - Universidad Politécnica de Valencia

(mamomu@doctor.upv.es)

Departament de Química Inorgànica

Facultat de Química. Edif. F. Tercera planta

C/ Dr. Moliner, 50

46100 Burjassot

Carlos.gomez@uv.es

Teléfono: 963 544 423

GVA

Plan de Recuperación, Transformación y Resilencia del Gobierno de España

Fondos europeos Next Generation

Samia Benmansour; Cristina Pintado-Zaldo; Javier Martínez-Ponce; Antonio Hernández-Paredes; Antonio Valero-Martínez; Miriam Gómez-Benmansour; Carlos J. Gómez-García (2023) The versatility of ethylene glycol to tune the dimensionality and magnetic properties in DyIII-anilato-based single-ion magnets. Crystal Growth & Design , 23, pp. 1269 - 1280 . ISSN: 1528-7483

• AGE - Projectes de generació de coneixement
• MCiencia - Innovació
• UE - NextGenerationEU