Fotocatálisis y sostenibilidad: Soluciones científicas para la remediación ambiental y la energía limpia

Photocatalysis and sustainability: Scientific solutions for environmental remediation and clean energy

Resumen

La fotocatálisis heterogénea se ha consolidado como una estrategia prometedora para enfrentar de manera simultánea problemáticas ambientales y energéticas asociadas a la contaminación y al uso intensivo de combustibles fósiles. En esta revisión bibliográfica se analiza de forma integral el papel de los materiales semiconductores en diversas aplicaciones fotocatalíticas, incluyendo la degradación de colorantes orgánicos, la oxidación de arsénico en fase acuosa, la producción fotocatalítica de hidrógeno y la reducción de dióxido de carbono. Los estudios revisados evidencian que la eficiencia de los procesos fotocatalíticos depende del diseño estructural y electrónico de los materiales, más allá del semiconductor base utilizado. En la degradación de colorantes, la modificación del TiO2 mediante soportes inertes y heterouniones activas bajo luz visible permite mejorar la separación de cargas y la estabilidad del proceso. En el caso del arsénico, se observa una evolución desde sistemas enfocados únicamente en la oxidación de As(III) hacia materiales derivados de hidrotalcitas capaces de integrar la adsorción y posterior remoción del contaminante. Para aplicaciones energéticas, los trabajos analizados demuestran que es posible alcanzar altas tasas de producción de hidrógeno y una mayor selectividad en la reducción de CO2 mediante el uso de heterouniones semiconductoras, co-catalizadores y óxidos metálicos mixtos derivados de hidróxidos dobles laminares. En conjunto, esta revisión destaca que el desarrollo de materiales multifuncionales y estrategias integradas es clave para avanzar hacia aplicaciones fotocatalíticas sostenibles y tecnológicamente viables.