e-POMOCOL

MFA-2022-057

Este proyecto tiene dos líneas de trabajo claramente diferenciadas, que son:

1.  Desarrollo de materiales para la generación de energías renovables.

Dividir el agua en hidrógeno y oxígeno usando energía solar es el enfoque más simple para producir combustibles renovables. La generación de H₂ ecológico a partir del agua comprende dos semirreacciones: (i) la oxidación de dos moléculas de agua en O₂ y (ii) la reducción del agua, que convierte protones y electrones en H₂ molecular. Un inconveniente importante de estas semirreacciones es su cinética lenta, especialmente para la reacción de generación de oxígeno (OER), lo que conduce a una eficiencia de conversión de energía global baja. Como consecuencia, actualmente existe una extraordinaria actividad investigadora dedicada al desarrollo de catalizadores de oxidación de agua (WOCs) eficientes, robustos y de bajo coste.

Nuestro primer objetivo es resolver este problema mediante el uso de polioxometalatos (POM) y estructuras orgánicas metálicas basadas en POM (POMOF) como catalizadores para la generación de oxígeno. Los POM son una gran clase de grupos de óxidos metálicos aniónicos (principalmente de Mo y W) que exhiben una transferencia de carga reversible sin cambio estructural, lo que los hace muy atractivos para aplicaciones fotoelectrocatalíticas.

Un segundo objetivo dentro de esta línea de trabajo es el diseño y síntesis de catalizadores basados en hidróxidos dobles laminares (LDH) para reacciones de conversión de energía ajustando la composición del material y creando defectos estructurales

2. Desarrollo de materiales para el almacenamiento de energía.

Actualmente se está realizando un esfuerzo considerable para desarrollar materiales funcionales para el almacenamiento de hidrógeno. Entre estos, los adsorbentes porosos como las estructuras organometálicas (MOF) podrían ofrecer tiempos de llenado más rápidos con presiones de suministro más bajas. Para mejorar la capacidad de almacenamiento gravimétrico del H₂, los nodos de metales de transición pueden ser reemplazados por átomos más ligeros, como el carbono y el nitrógeno. Estos marcos orgánicos covalentes (COF) exhiben estabilidades más altas en comparación con los MOF. Uno de los inconvenientes de este enfoque es que, para lograr la cristalinidad, se deben emplear reacciones reversibles entre los componentes básicos orgánicos, lo que limita el alcance del método.

Por ello, el tercer objetivo del proyecto se centra en aumentar las capacidades de almacenamiento de hidrógeno y fortalecer las interacciones de adsorción utilizando un enfoque híbrido MOF/COF con un triple propósito: (i) obtener redes multifuncionales con sitios metálicos abiertos y una fuerte estabilidad termodinámica; (ii) introducir una nueva ruta topoquímica para la preparación de materiales COF con mayor cristalinidad; (iii) ajustar las características de los poros del material sorbente (diámetro, forma, apertura) de una manera sin precedentes a través del potencial electroquímico (utilizando nodos metálicos activos redox) o irradiación de luz (utilizando centros metálicos con transición de espín).

Para lograr este objetivo y asegurar la cristalinidad y la correcta caracterización de los materiales, pretendemos introducir un novedoso procedimiento de síntesis basado en el pre-ensamblado de las estructuras a través de puentes de dihidrógeno, seguido de una reacción de deshidrogenación topoquímica.

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Manuel Molina Muriel - Polytechnic University of Valencia

(mamomu@doctor.upv.es)

Departamento de Química Inorgánica

Universidad de Valencia

Facultad de Química. Edif. F. Third floor

C/ Dr. Moliner, 50

46100 Burjassot

Carlos.gomez@uv.es

Teléfono: 963 544 423

GVA

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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

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