[ca] La combustió dels combustibles fòssils ha causat problemes mediambientals i energètics a nivell mundial, la qual cosa influeix en la salut i les activitats humanes. Amb la motivació de contribuir per resoldre aquests problemes, hem realitzat una sèrie de recerques per explorar materials i molècules per a la generació d'energia lliure de contaminació, com és l'energia solar convertida en hidrogen que proposa aquesta tesi. Hem analitzat estadísticament les partícules contaminants en l'aire, partícules de PM2.5, les quals indiquen que els agregats de sutge rics en carboni mostren una adhesividad i agregació molt altes. Més del 50% de les partícules PM2.5 interactuen fortament amb el substrat generant una capa molt prima (<10 nm) la qual és molt estable (fins i tot sota estrès mecànic) i que està composta de metalls alcalins, hidrogen i grups CH. Després de l'estudi sobre partícules contaminants en l'aire, ens hem centrat en l'estudi de dispositius de divisió d'aigua mitjançant radiació solar per explorar la generació d'hidrogen a gran escala. En aquesta tesi, ens hem centrat principalment en la recerca de materials i molècules per a divisors de molècules d'aigua fotoelectroquímics (PEC) i fotovoltaic-electrolítics (PV-EC). Els nostres resultats mostren que en els dispositius PEC, poden dipositar-se en la superfície dels foto-ànodes de silici pel·lícules primes metàl·liques de coure i níquel, podent formar CuO i NiOX respectivament. Tots dos materials actuen com a catalitzadors molt actius per a la reacció d'oxidació d'aigua i alhora com una capa protectora de la corrosió per a superfície de silici. D'altra banda, els dispositius PV-EC, pels quals hem utilitzat un ànode basat en molècules catalizadoras de Ruteni, s'ha integrat amb cèl·lules solars d'unió triple. Aquests dispositius han aconseguit una eficiència màxima de conversió energia solar-hidrogen del 21,2% a pH neutre i just per sota de la il·luminació solar sense cap polarització externa. Aquests resultats contribueixen a la generació d'hidrogen per conversió solar a gran escala.

[es] La combustión de los combustibles fósiles ha causado problemas medioambientales y energéticos a nivel mundial, lo que influye en la salud y las actividades humanas. Con la motivación de contribuir para resolver estos problemas, hemos realizado una serie de investigaciones para explorar materiales y moléculas para la generación de energía libre de contaminación, como es la energía solar convertida en hidrógeno que propone esta tesis. Hemos analizado estadísticamente las partículas contaminantes en el aire, partículas de PM2.5, las cuales indican que los agregados de hollín ricos en carbono muestran una adhesividad y agregación muy altas. Más del 50% de las partículas PM2.5 interactúan fuertemente con el sustrato a través de una capa muy delgada (<10 nm) de trazas oscura la cual es muy estable incluso bajo estrés mecánico y está compuesta de metales alcalinos, hidrógeno y grupos CH. Después del estudio sobre partículas contaminantes en el aire, nos hemos centrado en el estudio de dispositivos de división de agua mediante radiación solar para explorar la generación de hidrógeno a gran escala. En esta tesis, nos hemos centrado principalmente en la investigación de materiales y moléculas para divisores de moléculas de agua fotoelectroquímicos (PEC) y fotovoltaico-electrolíticos (PV-EC). Nuestros resultados muestran que en los dispositivos PEC, pueden depositarse en la superficie de los foto-ánodos de silicio películas delgadas metálicas de cobre y níquel, pudiendo formar CuO y NiOX respectivamente. Ambos materiales actúan como catalizadores muy activos para la reacción de oxidación de agua y a la vez como una capa protectora de la corrosión para superficie de silicio. Por otro lado, los dispositivos PV-EC, para los que se usó un ánodo basado en moléculas catalizadoras de Rutenio, se ha integrado con células solares de unión triple comerciales. Estos dispositivos han logrado una eficiencia máxima de conversión energía solar-hidrógeno del 21,2% a pH neutro y justo por debajo de la iluminación solar sin ninguna polarización externa. Estos resultados allanan el camino para la generación de hidrógeno por conversión solar a gran escala.