ÓXIDO DE TiO2

PROPIEDADES FISICAS

APLICACIONES

Aparte de un excelente fotocatalizador, el TiO2 , al ser uno de los compuestos químicos más blancos que existen, se utilizan también como pigmento blanco en pinturas, plásticos, papel, pasta de dientes,… Se utilza también como colorante blanco en la industria alimentaria (E171) [22]. Pero sus propiedades ópticas no acabm ahí: es una de las substancias con mas índice de refracción mas alto (2.4, como el diamante). Y por la misma razón, es muy poco lo que permite reflejar la luz visible e incluso la ultravioleta. El TiO2 tambien absorbe la luz UV por lo que se utiliza como absorbente de rayos UV en productos para el bronceado, jabones, polvos cosmcosméticosemas [22]. Se utiliza también como recubrimiento auto-limpiable ya que un recubrimiento de TiO2 que esta iluminada por luz UV se vuelve superhidrofílico, es decir que el ángulo de contacto del agua en la superficie está cerca de 0°, cuando en una superficie convencional este angulo seria superior a 30°.

Este carácter superhidrofílico hace que las gotas de agua arastren los residuos solidos atmosféricos en contacto con la superficie y asi, al eliminar la suciedad que se adhiere en la superficie, ayuda a mantener el exterior de los edificios muy limpios, lo que permite reducir los costes de su mantenimiento.

Esta propiedad combinada con la descontaminación del aire permite obtener edificios que quedan limpios y que ayudan a la destrucción de contaminantes de la atmosfera. Las construcciones más emblemáticas utilizando cementos autolimpiables son la iglesia del jubilado en Roma, el palacio de la música en Grenoble, el curtel general de la compañía de aviación Air France en el aeropuerto de Roissy Charles de Gaulle. En estas construcciones, se utiliza el cemento fotocatalitico por sus características autolimpiables ya que se trata de edificios pequeños a la escala de una ciudad que no tienen grandes efectos en la descontaminación del aire. Para aumentr el efecto, se necesita aumentar la superficie recubierta con el fotocatalizador. Por eso, se han instalado pavimento fotocatalitico en ciudades de Japón, en Madrid, París, Londres… Los pavimentos tienen un recubrimiento a base de TiO2 . Las mediciones de la contaminación del aire realizadas alrededor de estos caminos han confirmado un descenso notable de los niveles de contaminación. Según los cálculos de Mitsubichi, empresa responsable del desarrollo de estos pavimentos, una calle de 3 lilometros de longitud y 5 metros de anchura puede eliminar 10% ma´s de oxidos de nitrógeno que 800 arboles del tipo gikgo. En la actualidad, en varios países (Holanda,

USA…), se están llevando a cabo muchas pruebas a escala real para comprobar la efectividad de este tipo de pavimento en calles y autopistas.

Los fotocatalizadores también se pueden utilizar para la descontaminación de agua. La empresa CECA sistemas en asociación con la empresa japonesa UBE ha desarrollado TiO2 en forma de fibra utilizado para la descontaminación de agua en pisinas y balnearios, torres de refrigeración, hospitales… El agua pasa por filtros que contienen el TiO2 iluminado por luz UV que permite la eliminación de bacterias y residuos organicos. Se puede utilizar también esta tecnología para tratar las aguas residuales y aguas contaminadas por las fabricas.

TiO2 PARA CELDAS FOTOVOLTAICAS

El TiO2 tambien se utiliza para la fabricación de celdas solares de nueva generación. Existen diferentes tipos de celdas, pero todas están compuestas de un material que presenta efecto fotoeléctrico o sea que absorbe la luz y genera fotoportadores (electrones y huecos) que son inyectados de manera selectiva en materiales conductores de electrones o de huecos que componen la celda. Estos materiales conducirán las cargas hacia los electrodos de la celda. La separación de cargas en el seno de la celda esta conectada a una carga, producevorriente y voltaje. La tecnología actual esta basada en el silicio que puede ser manufacturado en forma de monolito o en capa delgada, policristalino, amorfo o epitaxial. El problema de esta tecnología es el precio debido a las técnicas de crecimiento utilzadas. En la actualidad se están investigando otras vías para obtener celdas fotovoltaicas utilizando materiales de bajo coste. Una via que parece muy prometedora es la celda sencibilizada por colorante (dye-sensitized solar cell (DSC)) inventada por Graetzel en 1991. En este tipo de celda, un colorante o polímero, en contacto con el TiO2 , absorbe la luz y produce los excitones. Los electrones pueden pasar a la banda de conducción del TiO2, que esta depositado sobre un substrato conductor, donde llegan al circuito externo. El problema de este tipo de celda es la rápida degradación de los compuestos organicos presentes en la celda debido al oxigeno del aire. Se ha pensado en encapsular los dispositivos en atmosfera inerte para eludir estos problemas, pero se ha visto que el oxigeno es necesario para el buen funcionamiento de las celdas. Se ha observado que la utilización de oxido de titanio dopado permite resolver estos problemas de estabilidad bajo atmosfera inerte.