III Simposio de Postgrado 2025: Ingeniería, ciencia e innovación

11 176 Módulo Química, Biotecnología y Materiales Desarrollo de nanoestructuras unidimensionales de óxido de cobre (I) como fotocátodos para la conversión de hidrógeno verde solar *E-mail: d.milachay23@gmail.com ¹ Laboratorio de Física Experimental Avanzada, Departamento de Física, Universidad Tecnológica Metropolitana ² Núcleo Milenio de Mxenos Avanzados para Aplicaciones Sostenibles (AMXSA), Universidad de Chile Donatila Milachay ¹ , ²* Roberto Villarroel ¹ , ² Resumen La creación de materiales eficientes para la conversión de hidrógeno verde a partir de luz solar sigue siendo un desafío, debido a que deben satisfacer necesidades como eficiencia, durabilidad, viabilidad económica y ser abundante [1] . En particu- lar el Cu₂O, compuesto estable y no tóxico estudiado durante mucho tiempo debi - do a sus características como absorbedor de la luz solar, ha surgido como uno de los principales candidatos para la división del agua [2] . En este trabajo se presenta el estudio y desarrollo de nanoestructuras de Cu₂O para optimizar su capacidad de captar las cargas fotogeneradas. Mediante anodización electroquímica y trata- miento térmico en atmósfera inerte. El análisis morfológico, posterior al tratamien- to térmico, mediante FE-SEM permitió la identificación de tres grupos principales de morfologías superficiales: nanobarras, nanobarras compactas y dendritas. Es - tructuralmente estas familias presentan propiedades interesantes destacando la relación de intensidades de las caras cristalinas, predominantes en los planos (111) y (200), así como también su señal luminiscente donde se detecta una banda a 620 nm, indicativo de la calidad de material, ya que se asocia a la recombinación de excitones sin participación de fonones. Además, se evaluaron estas nanoestructuras como fotocátodos en la reacción fotoelectroquímica de división de la molécula de agua, analizando voltametrías lineales en condiciones de oscuridad e iluminación, cronoamperometría pulsada y eficiencia de conversión de fotón a corriente (IPCE), obteniendo una corriente fotogenerada máxima de 0.45 mA/cm2 a potencial de -0.4 V y una eficiencia máxima de 23%. De los resultados obtenidos, se considera el crecimiento dendrítico como el mejor candidato para generar hidrógeno a partir de la luz solar, demostrando actualmente un mayor potencial de corriente fotogene- rada en comparación con evaluaciones anteriores. Reforzando el interés por seguir investigando no solo esta estrategia, sino también su aplicación en otras áreas rela- cionadas con las energías renovables. __Referencias [1] M. Hillenbrand, C. Helbig, R. Marschall, Supply risk considerations for photoelectrochemical water splitting materials, Energy Environ Sci 17 (2024) 2369–2380. https://doi.org/10.1039/ d3ee04369j [2] I. V. Bagal, N.R. Chodankar, M.A. Hassan, A. Waseem, M.A. Johar, D.H. Kim, S.W. Ryu, Cu2O as an emerging photocathode for solar water splitting - A status review, Int J Hydrogen Energy 44 (2019) 21351–21378. https://doi.org/10.1016/j. ijhydene.2019.06.184