Estudio teórico del dopaje de películas de cubi2o4 con elementos metálicos para mejorar su desempeño como fotocátodo en la generación de hidrogeno a partir de agua

La generación de hidrógeno es una de las opciones más viables y prometedoras para reemplazar los combustibles fósiles. En los últimos años, el CuBi2O4 ha sido señalado como un material innovador para la síntesis de fotocátodos enfocados en la generación fotoelectroquímica de hidrógeno, sin embargo,...

Full description

Autores:
Gamboa Herrera, Laura Marcela
Romero Barrera, Michael Steven
Tipo de recurso:
http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/40925
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40925
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
CuBi2O4
Dopaje
Fotocátodos
Fotoelectroquímica
Hidrógeno.
CuBi2O4
Doped photocathodes
Photoelectrochemistry
Hydrogen.
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
Description
Summary:La generación de hidrógeno es una de las opciones más viables y prometedoras para reemplazar los combustibles fósiles. En los últimos años, el CuBi2O4 ha sido señalado como un material innovador para la síntesis de fotocátodos enfocados en la generación fotoelectroquímica de hidrógeno, sin embargo, existe una carencia en el conocimiento del dopaje del material para mejorar sus propiedades fotoelectroquímicas. En este trabajo de investigación, se realizó una revisión bibliográfica sobre el dopaje de fotocátodos de CuBi2O4 con elementos metálicos con el objetivo de analizar posibles mejoras en la eficiencia fotoelectroquímica para la división del agua, adicionalmente se profundizo en las técnicas de síntesis y evaluación del material. Los elementos dopantes analizados (Zn, Fe, Mn, Li, Cr, Mg, Ni y Co) se seleccionaron por tener similares valores de radio iónico y valencia al Cu2+. Comparaciones bibliográficas realizadas a fotocátodos basados en óxidos metálicos permitieron definir el litio y el níquel como los posibles mejores agentes dopantes del CuBi2O4 dado sus efectos para disminuir el ancho de banda prohibida, aumentar la densidad y conductividad de fotocorriente, mejorar el transporte y separación de carga. Para la síntesis de películas puras y dopadas de CuBi2O4 se recomienda implementar técnicas solgel y de depósito spin coating ya que estas permiten obtener un material más homogéneo y uniforme. Análisis SEMEDS, DRX, XPS y UVVIS son recomendados para evaluar la morfología, composición química, la estructura cristalina y las propiedades ópticas de los materiales sintetizados (CuBi2O4, CuBi2O4Li y CuBi2O4Ni). Para la caracterización electroquímica (densidad de fotocorriente, estabilidad y transferencias de carga) se recomiendan las técnicas de voltamperometría, cronoamperometría e impedancia electroquímica. Los resultados de este estudio abren paso al desarrollo experimental del dopaje de fotocátodos de CuBi2O4 con fines de lograr la generación más eficiente de hidrógeno