La diferencia clave entre la fotocatálisis y la electrocatálisis es que durante la fotocatálisis, el procesamiento de la reacción catalítica está dominado por portadores eléctricos fotoinducidos, mientras que durante la electrocatálisis, el procesamiento de la reacción catalítica está dominado por portadores inducidos por circuitos externos.
La fotocatálisis es una reacción química fotoactivada que ocurre cuando se inician mecanismos de radicales libres con el contacto entre el compuesto y los fotones que tienen niveles de energía suficientes. La electrocatálisis, por otro lado, es un tipo de catálisis heterogénea de reacciones electroquímicas que ocurre en la interfaz electrodo-electrolito.
¿Qué es la fotocatálisis?
La fotocatálisis es una reacción química fotoactivada que ocurre cuando se inician mecanismos de radicales libres con el contacto entre el compuesto y los fotones que tienen niveles de energía suficientes. Es un tipo de reacción de aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador. En la fotólisis catalizada, la luz es absorbida por un sustrato adsorbido. Existe otro tipo conocido como catálisis fotogenerada. Es la actividad fotocatalítica la que depende de la capacidad del catalizador para crear algunos pares electrón-hueco. Estos pares pueden generar radicales libres como los radicales hidroxilo que pueden sufrir reacciones secundarias. La primera aplicación práctica de este proceso fue el descubrimiento de la electrólisis del agua en presencia de dióxido de titanio.
Figura 01: Uso de fotocatálisis
Hay dos tipos principales de fotocatálisis: fotocatálisis homogénea y heterogénea. En la fotocatálisis homogénea, los reactivos y los fotocatalizadores existen en la misma fase. Los ejemplos más comunes de este tipo de reacción incluyen sistemas de ozono y foto-Fenton. Por el contrario, en la fotocatálisis heterogénea, los reactivos y los fotocatalizadores existen en diferentes fases. Algunos ejemplos comunes de este tipo de reacción incluyen oxidaciones leves o totales, deshidrogenaciones, reacciones de transferencia de hidrógeno, etc.
¿Qué es la electrocatálisis?
La electrocatálisis puede describirse como una catálisis heterogénea de reacciones electroquímicas que se produce en la interfaz electrodo-electrolito. En este proceso, el electrodo desempeña las funciones de donante-aceptor de electrones y catalizador.
Figura 02: Uso de un cátodo de platino para medir la estabilidad de un electrocatalizador
Un electrocatalizador es un tipo de sustancia catalizadora que puede participar en reacciones electroquímicas. Estas sustancias son formas específicas de catalizadores que pueden funcionar en la superficie del electrodo. Normalmente, un electrocatalizador es heterogéneo, p. electrodo platinado. También hay electrocatalizadores homogéneos. Estos son solubles y pueden ayudar a la transferencia de electrones entre el electrodo y los reactivos. También pueden facilitar una transformación química intermedia que podemos describir mediante la semirreacción general.
¿Cuál es la diferencia entre fotocatálisis y electrocatálisis?
La fotocatálisis es una reacción química fotoactivada que ocurre cuando los mecanismos de radicales libres inician con el contacto entre el compuesto y los fotones que tienen niveles de energía suficientes. La electrocatálisis, por otro lado, es un tipo de catálisis heterogénea de reacciones electroquímicas que ocurren en la interfaz electrodo-electrolito. La diferencia clave entre la fotocatálisis y la electrocatálisis es que el procesamiento de la reacción catalítica en la fotocatálisis está dominado por portadores eléctricos fotoinducidos, mientras que el procesamiento de la reacción catalítica en la electrólisis está dominado por portadores inducidos por circuitos externos. Además, la fotocatálisis utiliza fotocatalizadores como el óxido de zinc, el sulfuro de zinc, el sulfuro de cadmio y el peróxido de estroncio, mientras que la electrocatálisis utiliza nanotubos de carbono y materiales a base de grafeno, estructuras metalorgánicas, etc.
La siguiente infografía presenta las diferencias entre la fotocatálisis y la electrocatálisis en forma tabular para compararlas lado a lado.
Resumen: fotocatálisis frente a electrocatálisis
La fotocatálisis y la electrocatálisis son procesos analíticos importantes en química. La diferencia clave entre la fotocatálisis y la electrocatálisis es que durante la fotocatálisis, el procesamiento de la reacción catalítica está dominado por portadores eléctricos fotoinducidos, mientras que durante la electrocatálisis, el procesamiento de la reacción catalítica está dominado por portadores inducidos por circuitos externos.
