Químics de la UdG obtenen oxigen a partir de l'aigua utilitzant catalitzadors de ferro

La revista Nature ha publicat la troballa dels científics liderats pels doctors Julio Lloret i Miquel Costas

Substituir el petroli per fonts d'energia renovables que no emetin CO2 és un dels objectius per aconseguir reduir el canvi climàtic. La font d'energia més abundant i neta i, per tant, la més convenient, és la llum solar. Per això, un dels somnis de la ciència moderna és el de poder imitar les plantes, que transformen la llum solar en energia química mitjançant la fotosíntesi. 

Amb aquest objectiu, una de les branques més actives de la recerca química se centra en buscar catalitzadors de metall no tòxics. És a dir, que mitjançant l'acció d'aquests metalls, les molècules de l'aigua se separin, i es pugui aïllar l'oxigen de l'hidrogen, que s'utilitza com a combustible. 

Fer servir aigua a l'hora de portar a terme aquest procés té una raó de ser: es tracta d'un recurs abundant i econòmic. I és que l'hidrogen, al nostre planeta, no es troba aïllat, sinó que sempre forma molècules combinant-se amb altres elements químics. 

A més, a diferència dels fuels (com el petroli o el gas natural) l'aigua no contamina i és sostenible. Això s'explica perquè, quan l'hidrogen s'envia a l'atmosfera després de ser consumit, s'ajunta amb l'oxigen i crea aigua. Una aigua que, al mateix temps, servirà per poder tornar a aïllar l'hidrogen i fer-lo servir com a combustible. Així, el cicle es tanca. 

Per obtenir hidrogen, la reacció comporta trencar la molècula d'aigua per separar l'hidrogen de l'oxigen. Una part d'aquest procés -la formació de l'oxigen- és realment difícil i representa el problema clau d'aquesta tecnologia. 

Per aconseguir-ho, cal un catalitzador; és a dir, una substància química que faciliti i acceleri la reacció, però que durant aquesta no es consumeixi. Actualment, però, els únics catalitzadors eficients estan basats en metalls pesats molt tòxics i cars, com l'Iridi o el Ruteni. Per tant, no són adients per a un ús a gran escala.

El ferro, un catalitzador extraordinari

Ara, però, un equip de científics de la UdG han demostrat que el ferro també és adequat a l'hora d'obtenir energia. El grup de Química Bioinorgànica i Supramolecular (QBIS) del Departament de Química de la universitat ha aconseguit generar oxigen a partir de l'aigua mitjançant l'ús d'aquest metall (que és abundant, barat i no tòxic). 

Per tant, el treball obre una via particularment atractiva per desenvolupar noves tecnologies per fer la fotosíntesi de manera artificial, un dels objectius en el camp de les energies sostenibles. Actualment, els investigadors de la UdG estan estudiant com acoblar aquesta química a sistemes que puguin capturar la llum solar. 

El grup de científics que ha promogut aquesta recerca està integrat pels doctors Julio Lloret, Miquel Costas i Laura Gómez i els estudiants de doctorat Zoel Codolà i Isaac García-Bosch. Aquest equip de químics ha comptat amb la col·laboració de l'enginyer Juan José Pla.

L'article sobre aquest treball, 'Efficient water oxidation, catalysts based on readily available iron coordination complexes' ja s'ha publicat a la versió on-line de la revista Nature Chemistry. La publicació pertany al prestigiós grup Nature, i apareixerà en el proper número en paper de la revista.