Maestría en Ingeniería de Materiales

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Browsing Maestría en Ingeniería de Materiales by browse.metadata.advisor "Delvasto Angarita, Pedro Luis"

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    Desarrollo de electrocatalizadores NiMo para la producción de hidrógeno verde mediante la electrólisis alcalina del agua
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-05-27) Lozano Rodríguez, Yeison; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Cantillo Cuello, Nelly Margareth; Peña Ballesteros, Darío Yesid
    La transición hacia sistemas energéticos sostenibles ha impulsado el desarrollo de tecnologías limpias para la producción de hidrógeno verde. Entre ellas, la electrólisis alcalina del agua se destaca como una ruta libre de emisiones, aunque limitada por el uso de electrocatalizadores basados en metales nobles. En este trabajo, se propone el diseño, síntesis y evaluación de recubrimientos electrocatalíticos con níquel y molibdeno (NiMo y NiMoP), utilizando como materia prima un efluente industrial rico en níquel proveniente del proceso de recubrimientos metálicos. La electrodeposición se realizó en modo galvanostático, aplicando densidades de corriente entre −0,4 y −0,6 A·cm⁻² sobre sustratos de cobre. La caracterización morfológica, estructural y superficial mediante SEM-EDS. El análisis XPS reveló la formación de recubrimientos rugosos, con presencia de especies activas como Ni²⁺, Mo⁶⁺ y P⁵⁺. El comportamiento electroquímico fue evaluado mediante voltametría cíclica y ensayos de estabilidad en medio alcalino (KOH 1 M) y en soluciones de KOH + urea. Los electrodos NiMoP mostraron la mayor actividad para la reacción de evolución de hidrógeno (HER) y una buena respuesta en la oxidación de urea (UOR), con excelente estabilidad operativa durante pruebas prolongadas.
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    Electrodeposicion de aleaciones de ni, co y codepositos de lantano a partir de soluciones sinteticas semejantes a los lixiviados de baterias ni-mh gastadas
    (Universidad Industrial de Santander, 2019) Bustamante, Jacobo Andres; Melendez Reyes, Angel Manuel; Delvasto Angarita, Pedro Luis
    Con la finalidad de electrodepositar cobalto, lantano y níquel en su forma metálica, a partir de soluciones acuosas similares a los lixiviados de baterías gastadas de NiMH, se estudió el comportamiento electroquímico de soluciones que contenían Ni(II), Co(II), La(III) y glicina en 1 M de NH4Cl y 0.5 M H3BO3, sobre un electrodo de cobre, por una combinación de métodos electroquímicos (voltamperometría y cronoamperometría) para obtener las condiciones para codepositar La con una aleación Ni-Co. La reducción de Co(II) y Ni(II) ocurre simultáneamente con la reacción de evolución de hidrógeno (HER). La adición de glicina permite la formación de glicinatos de Co(II), Ni(II) y La(III) debido al cambio interfacial de pH ocasionado por la HER, que permiten la reducción simultánea de los metales y así obtener una aleación ternaria NiCoLa. La caracterización del depósito por microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM) permitió examinar que el depósito tiene una morfología uniforme, y que, además, a mayor tiempo de reducción hay una aparición de grietas y un aumento en sus tamaños. Por otra parte, la espectroscopia de energías dispersadas de rayos X (EDS) confirmó la presencia de Ni, Co y La en el depósito. Para determinar los estados de oxidación del depósito, se realizó espectroscopía de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS), la cual reveló que en la superficie se tienen hidróxidos metálicos, óxidos metálicos y una pequeña cantidad de Ni y Co. ______________________ * Trabajo de Investigación. ** Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas. Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales. Directores: Dr. Ángel Manuel Meléndez Reyes, Dr. Pedro Luis Delvasto Angarita
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    Incorporación de un residuo alcalino de la industria siderúrgica en geopolímeros basados en metacaolín: Resistencia mecánica y lixiviabilidad del conjunto
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-24) Arenas Arenas, Adriana Isabel; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Lara Castro, René Homero; Villaquirán Caicedo, Mónica Alejandra
    Los geopolímeros son una clase de materiales elaborados mediante activación alcalina los cuales tienen en su composición alumino-silicatos. Estos materiales poseen propiedades como alta resistencia química, térmica, mecánica y son potencialmente eficientes para encapsular residuos sólidos, esto es debido a que poseen baja porosidad y poca lixiviación. En el presente trabajo se sintetizaron materiales geopoliméricos basados en caolines tratados térmicamente (provenientes de la vereda Barro Blanco, Oiba, Santander), por medio de activación alcalina, incluyendo en la formulación de estos materiales un residuo industrial, específicamente polvos de acería (EAFD) de una industria siderúrgica colombiana. Se emplearon diversas técnicas de caracterización para establecer la naturaleza de los materiales producidos y se hizo seguimiento al desarrollo de propiedades mecánicas en los mismos, mediante pruebas de compresión. Por último, se utilizó el ensayo llamado procedimiento de lixiviación característica de toxicidad (TCLP, por sus siglas en inglés), a fin de evaluar la capacidad de encapsulamiento de metales pesados de los materiales geopoliméricos elaborados. Todos estos resultados, se compararon con una mezcla estándar de cemento portland y polvo de acería, a fin de reconocer diferencias entre los nuevos materiales geopoliméricos obtenidos y encapsulamiento tradicional del polvo de acería (EAFD) en el cemento. De esta forma, se buscó evaluar la movilidad de estos contaminantes dentro de la estructura del geopolímero y establecer la capacidad que tienen estos materiales de encapsular residuos peligrosos en su matriz, con el objeto de lograr disminuir o mitigar, el impacto que los EAFD ocasionan al medio ambiente.