Desarrollo de una superficie polimérica fotoelectroactiva basada en una porfirina fluorada funcionalizada con EDOT

Abstract

La generación de combustibles solares es una alternativa de sumo interés en cuanto al aprovechamiento de esta fuente de energía inagotable (el sol). En este sentido, se considera relevante la investigación de nuevos materiales que puedan ser implementados en celdas fotoelectroquímicas sensibilizadas por colorantes (siglas en inglés, DSPEC). Entre las diferentes estructuras moleculares captadoras de luz para DSPEC, las porfirinas son particularmente prometedoras ya que presentan varias transiciones electrónicas (absorción de luz) en la región visible: la banda Soret con un alto coeficiente de extinción que cubre la porción de mayor energía y las bandas Q menos intensas, pero más amplias, que se extienden hasta el rojo. Además, la estructura de la porfirina puede ser modificada químicamente con grupos electropolimerizables de forma tal que puedan ser polimerizadas electroquímicamente. En este marco, el 3,4-etilendioxitiofeno (EDOT) es muy utilizado como bloque de construcción en la generación de polímeros. La polimerización electroquímica permite sintetizar polímeros en un solo paso y con un control preciso del espesor de la película. Debido a lo anteriormente expuesto, es posible formar electroquímicamente un material polimérico con propiedades optoeléctricas de interés a partir de monómeros de porfirina funcionalizados con EDOT. En el presente trabajo se llevó a cabo el diseño, síntesis y caracterización de un nuevo monómero basado en una porfirina perfluorada y sustituida con grupos EDOT. La oxidación electroquímica del monómero mediante voltametría cíclica llevó a la formación de una película polimérica delgada sobre electrodos de carbono vitreo e ITO. Las películas obtenidas presentaron fotocorrientes bajo la generación iluminación, y de también presentaron diferentes coloraciones durante los procesos de oxidación/reducción (propiedades electrocrómicas). Los resultados obtenidos demuestran que los materiales sintetizados son excelentes candidatos para ser aplicados en el desarrollo de DSPE