Diseño Racional de Catalizadores Moleculares para la Hidrogenación Electrocatalítica Eficiente

Motivado por la urgente necesidad de abordar el cambio climático y de transicionar desde una producción química basada en combustibles fósiles hacia procesos sostenibles impulsados por energías renovables, RIDE-ECH tiene como objetivo generar un conocimiento fundamental y duradero sobre los parámetros que gobiernan la hidrogenación electrocatalítica (ECH) de sustratos orgánicos insaturados. La hidrogenación es una transformación fundamental en la industria química, que permite la producción a gran escala de sustancias químicas para la fabricación de productos farmacéuticos, polímeros, agroquímicos y compuestos de química fina; sin embargo, su dependencia del H₂ de origen fósil (a través del SMR) y de catalizadores basados en metales nobles remarca la urgente necesidad en desarrollar tecnologías de hidrogenación sostenibles impulsadas por electricidad renovable. RIDE-ECH contribuirá a este objetivo mediante el desarrollo de electrocatalizadores moleculares basados en metales de transición abundantes, funcionalizados para modular efectos electrónicos y de la segunda esfera de coordinación, con el fin de dilucidar sus relaciones estructura-actividad-selectividad, y potencialmente revelar electrocatalizadores eficientes. El proyecto también implementará estrategias para inmovilizar estos catalizadores en electrodos, transfiriendo su actividad en fase homogénea a la superficie, lo cual es esencial para su aplicación real. Finalmente, el proyecto utilizará un conjunto completo de herramientas espectroscópicas para caracterizar los intermediarios clave de la reacción mediante técnicas espectroscópicas en estado estacionario y operando, proporcionando conocimientos mecanísticos fundamentales para optimizar estos sistemas hacia la hidrogenación electrocatalítica de sustratos orgánicos. Para lograr esto, RIDE-ECH emplea un enfoque multidisciplinar e integra un grupo diverso de investigadores, incluyendo miembros de la UAB y colaboradores internacionales, cuya experiencia es crucial para alcanzar los objetivos de este proyecto. Además, el plan de investigación está estructurado de manera sistemática y circular, lo que permite la retroalimentación y el rediseño de los complejos y materiales. La investigación se organiza en cuatro paquetes de trabajo: 1) Síntesis y caracterización de catalizadores moleculares; 2) Inmovilización de catalizadores y preparación de cátodos; 3) Evaluación del rendimiento catalítico hacia la hidrogenación de sustratos orgánicos; 4) Estudios mecanísticos mediante espectroscopía ex situ y operando. RIDE-ECH representa una oportunidad única para que la IP establezca un programa de investigación independiente y pionero a la vanguardia del campo emergente de la química sostenible, basada en el diseño racional de catalizadores moleculares. Este proyecto no solo pretende avanzar en el desarrollo de la próxima generación materiales para una producción más limpia de productos químicos, sino que también proporciona una plataforma excepcional para la formación de investigadores jóvenes dentro del creciente campo de la química sostenible. Al abordar desafíos científicos y tecnológicos clave, RIDE-ECH impulsará la innovación tanto a nivel español como europeo, al tiempo que mejorará significativamente el perfil y la competitividad internacional del investigador principal en la comunidad académica global.