Evaluación de la producción de hidrógeno en una celda PEC, utilizando urea como sustrato y óxidos de metales como semiconductores

El uso de combustibles fósiles genera problemas ambientales y de salud, por lo que se hace necesario desarrollar fuentes renovables de energía, entre otras, solar y eólica; sin embargo, estas presentan el problema de variabilidad, siendo necesario almacenarlas para utilizarlas en periodos de baja o nula producción. Para la solar, una forma de hacerlo es como energía química en los enlaces de hidrógeno, obtenido mediante la reacción catódica en una celda PEC (celda fotoelectroquímica) en la que se usa urea como sustrato para la reacción anódica, lo que permite simultáneamente el tratamiento de aguas que la contengan, por ejemplo la orina. La síntesis de los fotoánodos se realiza por electrodepositación anódica sobre FTO y calcinación posterior, igual la electrodepositación del catalizador formando varias capas de acuerdo con cada objeto particular de estudio. Luego se evalúa el fotoánodo de BiVO_4/ZnFe_2 O_4 que absorbe la energía solar en el visible y NiOOH como catalizador, para lo cual se compara capa por capa, es decir, BiVO_4, BiVO_4/ZnFe_2 O_4, BiVO_4/NiOOH, BiVO_4/ZnFe_2 O_4/NiOOH y α-Fe_2 O_3 (hematita), esta última por ser estable en el medio. Finalmente, se evalúa el fotoelectrodo y la producción de hidrógeno, usando urea como sustrato anódico y Pt como cátodo; se caracterizan mediante las pruebas electroquímicas EIS y voltametría de barrido lineal, con lo que se encuentra actividad para la oxidación de urea por un aumento en la corriente pero no en todos los electrodos, sin embargo la orina presenta excelentes resultados disminuyendo la recombinación de los electrones y aumentando la corriente; el catalizador presenta resultados adversos porque aumenta la recombinación en los fotogenerados, se debe investigar a fondo la orina y los métodos de fabricación del electrodo.

• Autores: Cartagena Ocampo, Santiago
• Fecha de publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/68852
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/68852; http://bdigital.unal.edu.co/70133/
• Palabra clave: 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Hidrógeno; PEC; Energía solar; Urea; energía química; fuentes renovables de energía; celda fotoelectroquímica
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