Author: ANA MARIA VALENZUELA MUÑIZ

Electrocatalizadores Soportados en Nanotubos de Carbono con Partículas de Níquel

ANA MARIA VALENZUELA MUÑIZ (2009)

Este trabajo de investigación se presenta la síntesis, caracterización y evaluación de electrocatalizadores nanométricos para celdas de combustible tipo PEM.

Se propuso el empleo de películas delgadas de diferentes óxidos como sustratos en la síntesis de nanotubos de carbono mediante aspersión pirolítica utilizando niqueloceno como agente catalítico. Los nanotubos de carbono con partículas de níquel obtenidos fueron caracterizados extensivamente y empleados como soporte de Pt y Ru formando electrocatalizadores.

Se evaluó el desempeño electroquímico de los electrocatalizadores tanto para la reacción de oxidación del H2 así como para la electro-oxidación de metanol, obteniendo actividades por encima de materiales comerciales.

El trabajo está dividido en 4 capítulos. En el primer capítulo se plantea un panorama general a cerca de la problemática energética que se está viviendo en estos tiempos. Así mismo se aborda brevemente la base teórica de cada una de las etapas que se desarrollaron.

El desarrollo experimental fue divido en tres grandes etapas, en el segundo capítulo se describe detalladamente los procedimientos que se realizaron en cada una de ellas para la síntesis de los materiales. De igual manera se describen las técnicas empleadas llevar a cabo la caracterización.

El tercer capítulo presenta los resultados obtenidos en el desarrollo experimental y su discusión. En la primera etapa sintetizaron películas de óxidos de titanio, manganeso y níquel, empleando la técnica de depósito químico de vapor asistido por aerosol y nuevo sistema propuesto para lograr una mayor cobertura de la superficie interna de sustratos tubulares. En la etapa dos se obtuvieron nanotubos de carbono bien alineados empleando como sustrato las películas obtenidas en la etapa uno y un agente catalítico de níquel. Finalmente en la etapa tres emplearon los nanotubos de carbono con partícula se níquel como soporte de de Pt y Ru. Una parte importante de el capitulo tres, es el análisis del desempeño electroquímico de los materiales, tanto en la reacción de oxidación del hidrógeno en media celda, como en la reacción de oxidación del metanol. Se concluyó que la mayoría de los electrocatalizadores sintetizados presentan áreas electroquímicamente activas comparables con las de materiales que existen actualmente en el mercado, con una menor carga de metales.

Doctoral thesis

Electrocatalizadores Carbono BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA FÍSICA ELECTROQUÍMICA

Síntesis de Nanotubos de Carbono Mediante Aspersión Pirolítica a Partir de Precursores Catalíticos Organometálicos

ANA MARIA VALENZUELA MUÑIZ (2005)

En este trabajo de investigación se estudia la síntesis de dos precursores

catalíticos organometálicos que se obtienen mediante una reacción en medio

acuoso de las tiosales de tiomolibdato de tetrapentil de amonio

[( ) ] Pentil 4N 3 FeCl3Br3 y tiomolibdato de tetrahexil de amonio

[( ) ] Hexil 4N 3 FeCl 3Br3 con cloruro de fierro (FeCl3 ), así como su efecto catalítico

al emplearlos en la obtención de nanotubos de carbono con el método de

aspersión pirolítica utilizando tolueno como precursor.

Las reacciones para obtener los dos precursores catalíticos organometálicos están

definidas por los siguientes mecanismos de reacción:

( ) [( ) ] 3 Pentil 4NBr + FeCl 3 → Pentil 4N 3 FeCl 3Br3

( ) [( ) ] 3 Hexil 4NBr + FeCl 3 → Hexil 4N 3 FeCl 3Br3

La caracterización de los materiales obtenidos nos demuestra que los precursores

catalíticos sintetizados sirven como agentes de nucleación en el crecimiento de

nanotubos de carbono al emplearlos en solución con tolueno en el método de

aspersión pirolítica.

Los nanotubos obtenidos a partir de estos materiales propuestos presentan una

estructura tipo telaraña, son multipared y presentan un crecimiento desordenado

sin orientación alguna, con diámetros de entre 20 a 50 nanómetros.

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA