Producción de hidrogeno mediante foto-electrolisis de agua, usando películas de tipo pirocloro bi2mnbo7 (m= in, fe) soportadas sobre acero inoxidable aisi-sae 304

Los problemas ambientales que implican la utilización de combustibles fósiles, han impulsado la exploración de alternativas energéticas limpias y renovables, por esta razón hoy en día se ve el hidrógeno como el combustible del futuro; éste se puede generar utilizando diferentes tecnologías, tales co...

Full description

Autores:
Cárdeno Fernández, Mónica Juliana
Jaimes Velandia, Judith Carolina
Tipo de recurso:
http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
Fecha de publicación:
2009
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/22011
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/22011
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
Foto-electrolisis
Foto-ánodos
Producción de hidrógeno
Semiconductores
Películas delgadas.
Photo-electrolysis
Photo-anodes
Hydrogen Production
Semiconductor
Thin films.
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description Los problemas ambientales que implican la utilización de combustibles fósiles, han impulsado la exploración de alternativas energéticas limpias y renovables, por esta razón hoy en día se ve el hidrógeno como el combustible del futuro; éste se puede generar utilizando diferentes tecnologías, tales como procesos foto-electroquímicos, en los cuales se aprovecha la energía solar para promover reacciones de oxido-reducción en la superficie de un material. En el presente trabajo se evalúo la posibilidad de emplear una película de óxido semiconductor de Bi2MNbO7 (M= In, Fe) soportada sobre acero inoxidable AISI-SAE 304 como un material alternativo en la producción de hidrógeno mediante electrólisis foto-asistida de agua, a fin de que este material foto-sensible, pueda ser usado como foto-electrodo en celdas fotoelectroquímicas, capaces de aprovechar la energía solar. El material semiconductor fue preparado por el método sol-gel ya que ha mostrado gran actividad foto-catalítica en investigaciones anteriores. A partir del sol preparado, las películas de este nuevo material, se depositaron por la técnica de inmersión (dip-coating) sobre el sustrato de acero inoxidable AISI-SAE 304. Ya calcinados los foto-ánodos a 500ºC se llevó a cabo la evaluación del efecto de las variables significativas del proceso como son: la concentración y la conductividad del electrolito (KOH, KCl), así como el efecto de la presencia de agente de sacrificio, en este caso el ión cianuro (CN). En las pruebas foto-electroquímicas se obtuvo un efecto considerable en el aumento de la corriente (corriente foto-generada) cercano al 75% al usar luz UV-VIS comparada con la electrólisis convencional; además de un aumento en la producción de hidrógeno como consecuencia del aumento en la corriente. El ión cianuro (CN) se monitoreó potenciométricamente obteniéndose un 25% de oxidación del cianuro.
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En el presente trabajo se evalúo la posibilidad de emplear una película de óxido semiconductor de Bi2MNbO7 (M= In, Fe) soportada sobre acero inoxidable AISI-SAE 304 como un material alternativo en la producción de hidrógeno mediante electrólisis foto-asistida de agua, a fin de que este material foto-sensible, pueda ser usado como foto-electrodo en celdas fotoelectroquímicas, capaces de aprovechar la energía solar. El material semiconductor fue preparado por el método sol-gel ya que ha mostrado gran actividad foto-catalítica en investigaciones anteriores. A partir del sol preparado, las películas de este nuevo material, se depositaron por la técnica de inmersión (dip-coating) sobre el sustrato de acero inoxidable AISI-SAE 304. Ya calcinados los foto-ánodos a 500ºC se llevó a cabo la evaluación del efecto de las variables significativas del proceso como son: la concentración y la conductividad del electrolito (KOH, KCl), así como el efecto de la presencia de agente de sacrificio, en este caso el ión cianuro (CN). En las pruebas foto-electroquímicas se obtuvo un efecto considerable en el aumento de la corriente (corriente foto-generada) cercano al 75% al usar luz UV-VIS comparada con la electrólisis convencional; además de un aumento en la producción de hidrógeno como consecuencia del aumento en la corriente. El ión cianuro (CN) se monitoreó potenciométricamente obteniéndose un 25% de oxidación del cianuro.PregradoIngeniero QuímicoEnvironmental Issues that implies fossil fuels utilization have driven the exploration of alternative and renewable clean energies which is why nowadays Hydrogen is the fuel of the future. Hydrogen can be generated using different technologies such photo-electrochemical processes which uses solar energy to promote oxidation-reduction reactions on the surface of a material. The present study evaluated the possibility of using a film of oxide semiconductor type Bi2MNbO7 (M = In, Fe) supported on stainless steel AISI-SAE 304 as an alternative material in the production of hydrogen by water photo-assisted electrolysis so this photo-sensitive material can be used as photo-electrode on photo-electrochemical cells, able to harness solar energy. The semiconductor material was prepared by the sol-gel method because it has shown great photo-catalytic activity in previous investigations. As of sol preparation, the films of this new material were deposited by the immersion technique (dip-coating) on the substrate of stainless steel AISI-SAE 304. Now that the photo-anodes were calcined at 500° C, was carried out an evaluation of the effect of the significant variables of the process such as: the concentration and the electrolyte (KOH, KCL) conductivity just like the effect of the presence of the sacrificial agent, in this case, the cyanide ion (CN ~). In the photo-electrochemical tests, a considerable effect on the increased flow (photo-generated flow) near 70% was obtained when using UV-VIS light, compared to conventional electrolysis; as well as an increase in the production of hydrogen as a consequence of the increase of the flow. The cyanide ion (CN) was monitored potentiometrically obtaining a 25% of cyanide oxidation.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicoquímicasIngeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaFoto-electrolisisFoto-ánodosProducción de hidrógenoSemiconductoresPelículas delgadas.Photo-electrolysisPhoto-anodesHydrogen ProductionSemiconductorThin films.Producción de hidrogeno mediante foto-electrolisis de agua, usando películas de tipo pirocloro bi2mnbo7 (m= in, fe) soportadas sobre acero inoxidable aisi-sae 304Hydrogen production by photo-electrolysis water using film type pyrocloro bi2mnbo7 (m = in, fe) support on stainless steel aisi-sae 304.Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf311347https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/4bf7ef01-ed97-47bb-8cce-f18ae5e449bd/downloadc2e163b4be7f45d26bc529261491ed3bMD51Documento.pdfapplication/pdf2021187https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/20f1d80c-1882-4994-ab2b-485c304f3d27/download1a009ad921f28e62565897cf6c0bc894MD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf370358https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/7f320587-d662-4fc8-ab09-5b78f07f7245/download8a32d6299208db6f6f1a024bd842ba96MD5320.500.14071/22011oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/220112024-03-03 12:29:08.696http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co

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