¿Cómo Minimizar los Efectos del Sustrato para la Determinación de las Propiedades Electroquímicas de Semiconductores Soportados de Interés en Fotocatálisis y Fotoelectrocatálisis?

Resumen

La actividad de un fotocatalizador suele evaluarse cuando éste se encuentra depositado sobre un sustrato. Sin embargo, materiales comúnmente utilizados como FTO o ITO también presentan propiedades semiconductoras y pueden contribuir a la respuesta fotoelectroquímica medida. Esto dificulta determinar las propiedades intrínsecas del material fotoactivo. Además, un fotoelectrodo eficiente requiere alcanzar un equilibrio entre la cantidad de semiconductor y una adecuada conductividad eléctrica que favorezca la separación y el transporte de las cargas fotogeneradas. En este trabajo se propone una metodología basada en electrodos de pasta de carbono y en la teoría de percolación eléctrica para minimizar la contribución del sustrato. Como sistema modelo se utilizó Ag₂S como semiconductor fotoactivo, grafito como material conductor y aceite de silicón como aglomerante. El grafito genera una red conductora que facilita la extracción y el transporte de los electrones fotogenerados en el Ag₂S, favoreciendo su separación de los huecos y disminuyendo su recombinación. La composición 90:10 presentó mayor fotocorriente bajo iluminación y permitió una mejor estimación del potencial de banda plana del Ag₂S que la proporción 80:10. Este comportamiento se atribuyó a una mayor presencia de fase fotoactiva y a una transferencia más eficiente de los electrones hacia la red conductora de carbono. El aglomerante, por su parte, favoreció el contacto entre las partículas y la compactación del electrodo. La principal aportación del estudio es demostrar que la percolación eléctrica puede emplearse como estrategia metodológica para caracterizar semiconductores fotoactivos minimizando la interferencia del sustrato. Aunque la composición deberá optimizarse para cada material, esta aproximación abre nuevas posibilidades para evaluar de manera más representativa sus propiedades fotoelectroquímicas intrínsecas.