Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas
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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas by browse.metadata.advisor "Acevedo Peña, Próspero"
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Item Desarrollo de electrodepósitos de hexacianoferrato de níquel y vanadilo sobre telas de carbon activado para su aplicación en dispositivos flexibles de almacenamiento electroquímico de energía(Universidad Industrial de Santander, 2019) Cely Salazar, Valentina; Pedraza Avella, Julio Andrés; Acevedo Peña, PrósperoCon el rápido desarrollo de la economía global y el agotamiento de los combustibles fósibles; se han realizado grandes esfuerzos para explotar fuentes alternativas de energía sostenible y desarrollar tecnologías avanzadas que permitan el almacenamiento de energía en dispositivos flexibles y confiables. Los así llamados análogos de azul de Prusia (PBA) se han destacado como materiales prometedores para cátodos en baterías y supercapacitores, debido a su sobresaliente desempeño y cinética rápida en el almacenamiento de iones alcalinos. En este trabajo se electrodepositaron hexacianoferratos de níquel y vanadilo sobre un sustrato flexible (tela de carbón activado), utilizando la técnica de electrodeposición de doble pulso. Las propiedades de los sustratos modificados se caracterizaron mediante espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía de fotoelectrones inducida por rayos X, y su desempeño se evaluó en diferentes electrolitos acuosos con Li+ o Na+ o K+, mediante técnicas electroquímicas como: voltamperometría cíclica, curvas de carga/descarga galvanostática (cronopotenciometría) y, espectroscopía de impedancia electroquímica. El depósito mixto de hexacianoferrato de niquel y vanadilo (etiquetado como Ni-VO 1:3) presentó la mayor capacitancia, con un valor de alrededor de 15 mFcm-2 a 2.5mA en un electrolito de 0.5 M K2SO4 y 3.6 M H2SO4, y excelente desempeño a altas velocidades de carga y descarga, lo que muestra su viabilidad como electrodo en dispositivos con alta potencia y densidad energética.Item Modificación de sustratos tridimensionales a base de carbono con hexacianoferrato de cobalto para su potencial aplicación en almacenamiento electroquímico de iones sodio(Universidad Industrial de Santander, 2020) Calixto Lozada, Oscar Eduardo; Córdoba Tuta, Elcy María; Acevedo Peña, PrósperoEn este trabajo, partículas de hexacianoferrato de cobalto (CoHCF) se depositaron en la superficie de espumas de carbón vítreo reticulado (CVR) con el fin de superar la falta de conductividad del CoHCF y aprovechar su capacidad para el almacenamiento de iones Na+. La deposición se llevó a cabo a través de 3 métodos: electrodeposición, síntesis química e hidrotermal. La electrodeposición de CoHCF en la superficie de la espuma CVR se realizó usando la técnica de voltamperometría cíclica. Los últimos dos métodos se basaron en la formación de hidróxido de cobalto y carbonato de hidróxido de cobalto como plantillas precursoras de sacrificio, respectivamente, luego ambos arreglos se transformaron a CoHCF a través de una reacción de intercambio iónico en solución acuosa de [Fe(CN)6]3-. Los materiales obtenidos se caracterizaron con diversas técnicas para obtener información sobre su morfología, composición, estructura y desempeño electroquímico en el almacenamiento de los iones sodio. Los resultados mostraron que el contacto íntimo entre el CoHCF y la espuma CVR mejora la respuesta a altas velocidades de barrido o de carga y descarga, debido a un mayor número de sitios activos para el almacenamiento de energía y menor impedancia. Notablemente, la síntesis basada en los precursores de cobalto mejora la capacidad como resultado de una mayor cantidad de CoHCF depositado. El electrodo CoHCF(-1.1V)120s/CVR preparado por síntesis química presentó la mayor capacidad, por lo que se empleó para ensamblar un dispositivo híbrido que entregó una densidad de energía de 166.2 mWh cm-3 a una densidad de potencia de 2301 mW cm-3. El dispositivo conservó el 82.5% de su capacidad inicial, después 1000 ciclos a una corriente de 10 mAcm-3. La estabilidad de los materiales se evaluó mediante EIS y FTIR.Item Obtención de nanoestructuras 2d de nitruro de carbon grafitico g-c3n4 para la producción fotocatalítica de combustibles solares(Universidad Industrial de Santander, 2019) Martinez Leon, Jenny Katherine; Pedraza Avella, Julio Andrés; Rosas Barrera, Kevin Leandro; Acevedo Peña, PrósperoEl g-C3N4 es un semiconductor tipo n de bajo costo y una alta estabilidad térmica, posee una brecha de energía prohibida de 2,7 eV, un potencial de la banda de conducción más negativo que la reducción del agua, por lo que promete ser uno de los mejores materiales con ciertas propiedades fotocatalíticas que permiten que ocurra la reacción de reducción de agua, y se obtengan combustibles solares. En este proyecto se sintetizaron nanoestructuras de g-C3N4 a diferentes temperaturas por pirólisis usando como precursor la urea que es rica en nitrógeno. Posteriormente, se realizó la caracterización fisicoquímica y morfológica del material donde se comprobó la formación de los grupos funcionales presentes, la fase cristalina y la información morfológica de la superficie de las nanoestructuras sintetizadas. Con ayuda de la espectroscopia (UV-VIS) se calculó la brecha entre bandas de los semiconductores, junto con la fotoluminiscencia se estudia las propiedades electrónicas de los materiales. Además, se realizaron mediciones de Mott-Schottky para comprender la generación, migración y separación de los portadores de carga fotogenerados en el fotocatalizador, y determinar el esquema de bandas de los materiales sintetizados. La evaluación fotocatalítica se llevó a cabo en una suspensión de 125 mgL-1 del fotocatalizador en agua: metanol con una relación de 50:50 en volumen bajo agitación constante; obteniendo la mayor fotoproducción de hidrógeno en el material sintetizado a 600°C. Sin embargo, debido a la baja eficiencia en la producción de g-C3N4 preparado a 600 °C a partir de Urea y con la finalidad de favorecer la separación de los portadores de carga fotogenerados en los semiconductores, se optó por formar heterouniones de g-C3N4 con TiO2. Estos materiales también se caracterizaron fisicoquímica, morfológica y electroquímicamente y se evaluó su desempeño fotocatalítico, obteniendo la mayor fotoproducción de hidrógeno en el composito con la relación de TiO2/10% g-C3N4.