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The production of hydrogen from the photoreforming of methanol was essayed using an anatase-based system, having Pt nanoparticles and a Zr-doped anatase high surface area support. The production of hydrogen was quantitatively analyzed using the quantum efficiency parameter under UV and visible illumination conditions. The study showed that a 2.5 mol. % of Zr renders an outstanding material (4.6% quantum efficiency) for the fruitful use of sunlight as a green source of energy of the process. The outstanding promotion of activity orginated by Zr doping of the anatase structure was studied using in-situ infrared, photoluminescence and electron paramagnetic resonance spectroscopies. The multitechnique spectroscopic investigation of the reaction mechanism demonstrates that this occurs through a complex reforming plus water gas shift path. The study also unveils that optoelectronic properties of the solids derived from Zr incorporation drive activity of the system by controlling light absorption and, mainly, charge carrier recombination and interaction with the reactant molecules., Ministerio de Economía, Comercio y Empresa (España), Secretaria de Ciencia Tecnología e Innovación de Ciudad de México, Depto. de Química en Ciencias Farmacéuticas, Fac. de Farmacia, TRUE, pub

El sistema energético actual basado fundamentalmente en la explotación de combustibles fósiles presenta grandes problemas de sostenibilidad, así como un gran impacto medioambiental. Por ello, cada vez es más necesario llevar a cabo una transición hacia un sistema basado en energías renovables. Bajo este escenario, la utilización de hidrógeno como vector energético se presenta como una alternativa muy prometedora en base a su sostenibilidad y escaso impacto medioambiental. Dentro de los procesos empleados para producir hidrógeno, destaca la fotocatálisis, donde se produce la disociación de la molécula de agua (en presencia o no de agentes de sacrificio) empleando un catalizador y luz solar. A pesar de que éste presenta gran interés por emplear dos recursos muy abundantes en la naturaleza (agua y energía solar), la eficiencia del mismo hasta el momento es limitada y no permite su aplicación a nivel industrial. Los catalizadores utilizados en este proceso son semiconductores, entre los más estudiados se encuentran los óxidos metálicos, sulfuros metálicos y nitruros metálicos. Con el objetivo de aumentar la eficacia de fotoproducción de hidrógeno, se han aplicado diversas estrategias para mejorar dichos semiconductores, destacando entre ellas las modificaciones estructurales, superficiales o la formación de sistemas compuestos, entre otras..., The current energy system, based mainly on the exploitation of fossil fuels, presents significant sustainability problems, as well as a major environmental impact. Therefore, a transition to a renewable-based system is becoming increasingly necessary. Under this context, the use of hydrogen as an energy vector appears as a very promising alternative based on its sustainability and low environmental impact. Among the processes used to produce hydrogen, photocatalysis can be highlighted, where the water molecule is dissociated with the help (or not) of sacrificial agents and using a catalyst and sunlight. Although it is of great interest because of the use of two resources very abundant in nature (water and solar energy), its limited efficiency does not allow its application at the industrial level. The catalysts used in this process are semiconductors and among the most studied are metal oxides, metal sulfides and metal nitrides. In order to increase the efficiency of hydrogen photoproduction, various strategies have been applied to improve these semiconductors, including structural and surface modifications and the formation of composite systems, among others...

[ES] En este trabajo se evaluó la actividad fotocatalítica, en términos de producción de hidrógeno y eficiencia cuántica (QE), de una serie de materiales a base de dióxido de titanio nanocompuesto con distintas cantidades de nanovarillas de dioxido de cerio y co-catalizado con Pd. Los experimentos de fotoactividad se realizaron bajo condiciones de irradiación ultravioleta y visible demostrando que la incorporación de las nanovarillas de CeO2 (nVCe) promueven de manera importante la producción de H2, independiente del tipo de fuente de iluminación utilizada. Asimismo, y con la finalidad de evaluar cuantitativamente el comportamiento de los catalizadores, se determinó la eficiencia cuántica de los materiales. Como resultado principal se demostró la excelente eficiencia cuántica de los materiales bajo iluminación tipo solar. Además, los resultados de las diferentes técnicas de caracterización permitieron establecer una correlación estructura- actividad, que demuestra la captura de los portadores de carga por efecto de la Ceria., [EN] In this research study, the impact of adding cerium oxide nanorods to titanium oxide-supported palladium systems on photocatalytic hydrogen production was analyzed. Tests under UV and sunlight-type illumination conditions showed an important promoting effect of Ceria nanorods irrespective of the illumination source nature. The measurement of the quantum efficiency was used to quantitatively assess the performance of the catalysts. Outstanding results were obtained, particularly under sunlight illumination. A complete characterization study of the materials was carried out allowing to establishing a structure-activity link correlating the capture of charge after light excitation with CeO2 nanorods incorporationthe formation of surface groups directly associated with the presence of alkali ions at the carbon nitride component.