Desarrollo de electrocatalizadores NiMo para la producción de hidrógeno verde mediante la electrólisis alcalina del agua

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dc.contributor.advisorBlanco Vásquez, Sergio Ismael
dc.contributor.advisorDelvasto Angarita, Pedro Luis
dc.contributor.authorLozano Rodríguez, Yeison
dc.contributor.evaluatorCantillo Cuello, Nelly Margareth
dc.contributor.evaluatorPeña Ballesteros, Darío Yesid
dc.date.accessioned2025-05-28T16:33:48Z
dc.date.available2025-05-28T16:33:48Z
dc.date.created2025-05-27
dc.date.embargoEnd2030-05-27
dc.date.issued2025-05-27
dc.description.abstractLa 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.
dc.description.abstractenglishThe transition toward sustainable energy systems has driven the development of clean technologies for green hydrogen production. Among them, alkaline water electrolysis stands out as an emission-free pathway, although it is limited by the use of noble-metal-based electrocatalysts. This study proposes the design, synthesis, and evaluation of nickel- and molybdenum-based electrocatalytic coatings (NiMo and NiMoP), using a nickel-rich industrial effluent from metal plating processes as a raw material. Electrodeposition was carried out in galvanostatic mode, applying current densities between −0.4 and −0.6 A·cm⁻² onto copper substrates. Morphological, structural, and surface characterizations were performed using SEM-EDS. XPS analysis revealed the formation of rough coatings containing active species such as Ni²⁺, Mo⁶⁺, and P⁵⁺. The electrochemical behavior was assessed by cyclic voltammetry and stability tests in alkaline medium (1 M KOH) and KOH + urea solutions. NiMoP electrodes exhibited the highest activity for the hydrogen evolution reaction (HER) and showed a favorable response in the urea oxidation reaction (UOR), with excellent operational stability during extended testing periods.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001986671
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Materiales
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45725
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectHidrógeno verde
dc.subjectElectrólisis del agua
dc.subjectEconomía circular
dc.subjectElectrocatalizadores alternativos
dc.subject.keywordGreen Hydrogen
dc.subject.keywordWater Electrolysis
dc.subject.keywordCircular Economy
dc.subject.keywordAlternative Electrocatalysts
dc.titleDesarrollo de electrocatalizadores NiMo para la producción de hidrógeno verde mediante la electrólisis alcalina del agua
dc.title.englishDevelopment of NiMo Electrocatalysts for Green Hydrogen Production via Alkaline Water Electrolysis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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