Estudio teórico del dopaje de películas de cubi2o4 con elementos metálicos para mejorar su desempeño como fotocátodo en la generación de hidrogeno a partir de agua (2021)
La generación de hidrógeno es una de las opciones más viables y prometedoras para reemplazar los combustibles fósiles. En los últimos años, el CuBi2O4 ha sido señalado como un material innovador para la síntesis de fotocátodos enfocados en la generación fotoelectroquímica de hidrógeno, sin embargo, existe una carencia en el conocimiento del dopaje del material para mejorar sus propiedades fotoelectroquímicas. En este trabajo de investigación, se realizó una revisión bibliográfica sobre el dopaje de fotocátodos de CuBi2O4 con elementos metálicos con el objetivo de analizar posibles mejoras en la eficiencia fotoelectroquímica para la división del agua, adicionalmente se profundizo en las técnicas de síntesis y evaluación del material. Los elementos dopantes analizados (Zn, Fe, Mn, Li, Cr, Mg, Ni y Co) se seleccionaron por tener similares valores de radio iónico y valencia al Cu2+. Comparaciones bibliográficas realizadas a fotocátodos basados en óxidos metálicos permitieron definir el litio y el níquel como los posibles mejores agentes dopantes del CuBi2O4 dado sus efectos para disminuir el ancho de banda prohibida, aumentar la densidad y conductividad de fotocorriente, mejorar el transporte y separación de carga. Para la síntesis de películas puras y dopadas de CuBi2O4 se recomienda implementar técnicas solgel y de depósito spin coating ya que estas permiten obtener un material más homogéneo y uniforme. Análisis SEMEDS, DRX, XPS y UVVIS son recomendados para evaluar la morfología, composición química, la estructura cristalina y las propiedades ópticas de los materiales sintetizados (CuBi2O4, CuBi2O4Li y CuBi2O4Ni). Para la caracterización electroquímica (densidad de fotocorriente, estabilidad y transferencias de carga) se recomiendan las técnicas de voltamperometría, cronoamperometría e impedancia electroquímica. Los resultados de este estudio abren paso al desarrollo experimental del dopaje de fotocátodos de CuBi2O4 con fines de lograr la generación más eficiente de hidrógeno