Diseño Racional de Catalizadores Híbridos para Transformaciones Oxidativas Verdes

Para mitigar y frenar el cambio climático, es esencial integrar soluciones de almacenamiento de energía renovable y descarbonizar la industria química mediante procesos verdes que utilicen materias primas abundantes. Una tecnología prometedora para este fin es el uso de la luz solar y/o electricidad verde para impulsar procesos de química redox. Esta estrategia tiene el potencial de generar hidrogeno proveniente del agua, como vector energético, y productos químicos de alto valor añadido, resultantes de la oxidación de las moléculas plataforma derivadas de la biomasa (BDPM, por sus siglas en inglés). Estas moléculas son clave para generar productos químicos de alto valor y combustibles sin recurrir a los combustibles fósiles. Sin embargo, la complejidad de las transformaciones de BDPM limita tener los conocimientos mecanísticos necesarios para diseñar catalizadores eficientes y escalar estas tecnologías a nivel industrial. El proyecto HyGO busca resolver estos desafíos mediante la generación de conocimiento fundamental y atemporal sobre los parámetros que rigen las relaciones estructuraactividadselectividad en catalizadores híbridos para valorizar BDPM. La oxidación del glicerol (GO), como reacción modelo de BDPM, es el eje del proyecto. HyGO adopta un enfoque modular que incluye: (1) Diseño y preparación de catalizadores híbridos combinando nanocatalizadores metálicos funcionalizados con ligandos orgánicos pensados para estudiar los efectos de segunda esfera de coordinación y cambios electrónicos durante la catálisis. (2) Evaluación catalítica de actividad y selectividad de GO comparado con oxidación del agua. (3) Estudios mecanísticos usando técnicas asequibles de espectroscópica y electroquímica. (4) Relaciones estructurarendimiento fruto de la Integración de resultados para establecer directrices de diseño de catalizadores eficientes. (5) Sistemas impulsados por luz para GO mediante la implementación de los catalizadores más prometedores en fotoánodos y sistemas fotocatalíticos para catálisis en tándem, produciendo hidrógeno a partir del agua y productos químicos de alto valor a partir de glicerol. En resumen, HyGO generará conocimientos fundamentales que permitirán diseñar catalizadores híbridos más selectivos y eficientes para transformaciones oxidativas, centrándose en el glicerol. Estos resultados fomentaran sistemas energéticos sostenibles reduciendo la dependencia de combustibles fósiles. Consecuentemente, HyGO está alineado con objetivos europeos y globales como Mission Innovation: Challenge 5, Net-Zero Industries y el Pacto Verde Europeo, que persiguen un 32% de energías renovables para 2030 y emisiones netas cero para 2050. Además, contribuye a áreas como energía limpia, economía circular y contaminación cero, apoyando la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación (20212027) mediante combustibles renovables y valorización de residuos como el glicerol. HyGO proporcionara conocimientos fundamentales que representarán un paso significativo en el campo, ayudando a su implementación hacia aplicaciones industriales de procesos verdes y fomentando la transición hacia una industria química sostenible y descarbonizada.