Maestría en Ingeniería de Materiales

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Browsing Maestría en Ingeniería de Materiales by browse.metadata.evaluator "Peña Ballesteros, Darío Yesid"

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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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    Uso potencial de un líquido iónico como electrolito para PEO de aleaciones ligeras
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-05-26) Mateus Rueda, Sergio David; García Vergara, Sandra Judith; Arenas Vara, María Ángeles; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Coy Echeverría, Ana Emilse
    En el presente trabajo se estudió el uso de un líquido iónico compuesto de cloruro de colina con urea, en relación 1:2, como electrolito para hacer anodizados por medio del proceso de oxidación electrolítica por plasma sobre las aleaciones Ti6Al4V y AA2024. Para el proceso de anodizado se usó un tipo de líquido iónico denominado eutéctico profundo (DES) como electrolito, el cual fue cloruro de colina con urea, y a este se le adicionó silicato sódico (Na₂SiO₃) y cloruro de aluminio (AlCl₃) como elementos dadores de iones; Se utilizó un voltaje de 400 V y tiempos de 600 s y 1200 s para producir los recubrimientos de tipo cerámico. El líquido iónico se caracterizó por medio de espectroscopía infrarroja (FTIR), y los recubrimientos obtenidos fueron caracterizados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de dispersión de rayos X (EDS). El espesor de los recubrimientos fue determinado por medio de un mapeo de perfiles de superficie; Se realizaron ensayos electroquímicos de polarización potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) para evaluar las propiedades dieléctricas de la película anódica. También se realizaron ensayos de resistencia al desgaste tipo "pin on disk", para evaluar el coeficiente de fricción de los recubrimientos. Asimismo, se llevó a cabo una caracterización de las aleaciones base Ti6Al4V y AA2024; Los resultados indican que el proceso de oxidación por plasma no se llevó a cabo, debido a que en el electrolito se generó un precipitado de este como resultado de las interacciones químicas y eléctricas del proceso. Por esta razón, ocurrió un anodizado a bajos voltajes, de aproximadamente 10 V, formándose recubrimientos del óxido pasivo presente en el sustrato base, los cuales presentaban morfologías lisas y quebradizas. El espesor de estos recubrimientos no superó 1 nm; Los ensayos electroquímicos muestran que todas las películas depositadas aumentan la resistencia a la corrosión del sustrato. Se compararon los recubrimientos obtenidos mediante PEO convencional con los realizados usando el líquido iónico, y se observó que los obtenidos con el líquido iónico presentan una resistencia a la corrosión ligeramente superior a la de los recubrimientos obtenidos con un electrolito convencional; Finalmente, con las pruebas de resistencia al desgaste se observó que los recubrimientos presentan un menor coeficiente de fricción, lo cual indica que contribuyen a disminuir la interacción de fuerzas externas sobre el sustrato.