La creación de catalizadores a nanoescala capaces de descomponer el agua por acción de la luz solar permite producir "hidrógeno verde" y avanzar hacia la energía del hidrógeno. Así se sustituirían recursos energéticos no renovables como el carbón, el gas y el petróleo, que provocan una contaminación ambiental generalizada. La oxidación del hidrógeno, que genera electricidad, produce agua sin afectar al medio ambiente. De esta agua, se puede volver a extraer hidrógeno, y así sucesivamente.
Un equipo de científicos de Rusia, India, Egipto, EE.UU. y Arabia Saudita sintetizó fotocatalizadores esféricos de enrejados organometálicos (MOF por sus siglas del inglés metal-organic framework). Inicialmente sintetizaron partículas esféricas de MOF con titanio (Ti-MOF). Mediante un proceso de recocido convirtieron estas esferas en partículas con estructura núcleo-coraza hueca con doble coraza, Ti-MOF/D. Según los investigadores, la descomposición parcial del Ti-MOF esférico conduce a la formación de una partícula hueca de tipo núcleo-coraza debido a la diferente estructura de las capas interna y externa (véase la figura). Encontraron que, mientras el área superficial del Ti-MOF/D fue siete veces mayor que la del Ti-MOF, la actividad fotocatalítica de la reacción de generación de hidrógeno del Ti-MOF fue 2 veces mayor, mostrando mayor eficiencia cuántica aparente. Consideraron como posible causa, el estado de valencia conmutable del Ti (entre Ti+3 y Ti+4) para el Ti-MOF en función del enlace molecular. Además, los defectos presentes, la estructura mesoporosa sólida de núcleo-coraza y los sitios activos del Ti-MOF ayudan a atrapar a los portadores de carga y a reducir el proceso de recombinación electrón-hueco. La generación de hidrógeno por electrocatálisis fue similarmente superior en el Ti-MOF.
Las características únicas de los Ti-MOF y Ti-MOF/D propician nuevos estudios empleando esta metodología para controlar las propiedades de nuevos materiales según lo requiera la aplicación.
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