Catálogo de publicaciones

Schmukler, M. (2018). Electrificación rural en Argentina. Alcances y limitaciones del Programa de Energías Renovables en Mercados Rurales (PERMER) en la provincia de Jujuy. (Trabajo final integrador). Bernal, Argentina : Universidad Nacional de Quilmes.

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2016.

Debido al incremento de la población mundial y la creciente industrialización de muchos países, el desarrollo de fuentes de energía renovable se ha vuelto un campo científico y tecnológico muy importante. Entre las diversas tecnologías (solar, eólica, hidroeléctrica, biocombustibles), la producción de H2 a partir de H2O es muy atractiva como método de almacenamiento de energía provista por cualquiera de las otras fuentes, incluyendo la conversión directa de energía lumínica en energía química en la forma de H2. En la fotosíntesis natural, la energía de la luz solar se utiliza para reorganizar los enlaces presentes en el agua para producir oxígeno e hidrógeno. Los distintos sistemas artificiales que realizan disociación del agua requieren catalizadores que ayudan a la producción de hidrógeno a partir de agua, sin el uso de un potencial de reducción excesivo. Todos estos esquemas que existen para el almacenamiento de energía por la reducción electroquímica o fotoquímica del agua a hidrógeno requieren de un catalizador, dada la energía de activación necesaria para la ruptura del enlace O-H. El platino es un excelente catalizador para este fin y es ampliamente utilizado en estudios de ruptura de agua. Pero el platino es un metal muy costoso y también puede ser fácilmente envenenado por los contaminantes en el agua, tales como moléculas que contienen azufre. Las metaloporfirinas han sido ampliamente estudiadas para el uso en aplicaciones técnicas como, sensores de gas y catálisis acoplados a superficies, a diferencia de sus “primos”; los metalocorroles, que son moléculas que han sido estudiadas muy poco en el campo de la catálisis, y presentan una gran oportunidad para usarlos como catalizadores para la obtención de hidrógeno (H2) a partir de agua. Es por ello que decidimos estudiar el uso de metalocorrolatos y metaloporfirinas con centros metálicos de Fe y Co para la producción de hidrógeno a partir de agua por vías electroquímicas y/o fotoquímicas, en solución, ancladas y/o adsorbidas sobre superficies, en presencia de trietilamina (TEA) como donor de electrones y p-terfenilo (TP), como sensibilizador, mostrando una excelente actividad en la producción de hidrógeno y una alta capacidad catalítica. Esto se logró mediante la reducción de los catalizadores promovida por la irradiación con una lámpara UV, asi como electroquímicamente y fotoelectroquímicamente. En algunos casos estos procesos son MIIIP → MIIP y en otros MIIP → MIP; siendo estas las cuplas que dan pie a la formación de H2, el cual se detectó y cuantificó y por distintos métodos.

Se estudia la electrodeposición de aluminio sobre cobre, latón, hierro y hierro cobreado, trabajándose con baños de solventes no acuosos, puesto que debido a su potencial normal tanto más bajo que el del hidrógeno es imposible depositar el aluminio a partir de soluciones acuosas. Se ensayan tres baños electrolíticos diferentes para su estudio comparativo: 1.) Cloruro de xilenaluminio; 2.) Trifenilaluminio y cloruro de aluminio en xileno; 3.) Cloruro de aluminio e hidruro de litio en éter. El trabajo comprende las siguientes partes: I.) Bibliografia; II.) Preparación experimental; a) Preparación de las drogas utilizadas en la síntesis de los baños; b) Preparación de las chapas metálicas para la inmediata aplicación del recubrimiento electrolítico. Las chapas metálicas se someten sucesivamente a procesos de: Limpieza o desengrase previo con solventes orgánicos o cal. Desbastado y pulido por el método Roto-Finish o de la polea. Arbrillantado Decapado electrolítico, químico o con decapantes orgánicos. Desengrase electrolítico. Desfilmado y secado. III.) Preparación de los baños electrolíticos Comprende: a) La síntesis del cloruro de xilenaluminio a partir de xilano y cloruro aluminio y a partir de xileno, ácido clorhidrico y aluminio. Se estudia también la regeneración del mismo. b) La síntesis del trifenilaluminio a partir del compuesto de Grignard (Bromuro de fenilmagnesio). c) La preparación del baño de cloruro de aluminio e hidruro de litio en éter y su regeneración. IV.) Análisis. Se analiza el aluminio utilizado para los ánodos, resultando ser de pureza 99,453%. Se determina la composición de los baños electrolíticos y se efectúan los análisis de control correspondiente. V.) Electrodeposición de aluminio. Se describe la instalación utilizada: El circuito eléctrico,un inversor de polaridad, las celdas, etc. Se determina la conductividad de los baños y su tensión de descomposición. Se estudia la variación de la intensidad y de la conductividad con la temperatura del baño de cloruro de xilenaluminio. Se determina el rendimiento de corriente, el espesor de los depósitos y la densidad de corrientes para diversas condiciones de trabajo. VI.) Ensayos de control. Para control de la calidad de los recubrimientos se estudia: El aspecto, El espesor, La porosidad, La adherencia y La resistencia a la corroción. VII.) Conclusiones. Con los baños electrolíticos de compuestos organometálicos se obtienen excelentes sepas protectoras. El baño de cloruro de aluminio e hidruro de litio puede tener aplicación para fabricar objetos de aluminio por deposición sobre un núcleo de cobre y redisolución química del mismo.

La relatívidad especial surgió precisamente de un problema de electrodinámica clásica. Originariamente se llamó "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento". La relación entre ambas teorías, a que aludimos en el título del presente trabajo, existe pues desde 1905. Pero no es esa relación, bien conocida, la que trata de estudiarse aquí. Cuando Einstein redactó su trabajo, la electrodinámica en boga era la de Maxwell-Hertz-Lorentz, que acababa de dar cuenta de la naturaleza electromagnética de la luz, había permitido hallar las ondas radioeléctricas, y había interpretado el desdoblamiento de la línea D del sodio en un débil campo magnético. Fue con ésta electrodinámica con la que la relatividad estuvo desde el primer momento vinculada. La conexión de que hablamos en las páginas que siguen es anterior. Se refiere a ideas que comenzaron con Ampare y fueron elaboradas luego por Gauss, Weber, Riemann, F. Neumenn, L. Lorenz, años antes de que apareciera el famoso Tratado de Maxwell. Esas ideas se reducen a la búsqueda de una ley entre cargas puntuales que generalice la ley de Coulomb, para el caso de cargas en movimiento. Cuando el progreso experimental mostró, hacia fines del siglo pasado, que la corriente eléctrica estaba en efecto formada por cargas en movimiento, Lorentz incorporó este hecho a su teoría dándole la vestidura que Maxwell le había diseñado en una época en que se creía probado que la corriente era todo menos cargas en movimiento. Tratamos de mostrar aquí que la existencia del electrón renueva el interés en esa vieja escuela de pensamiento iniciada por Ampère y Gauss, y que la cinemática relativista hace posible su actualización, obteniéndose todos los resultados de la electrodinámica ordinaria.

Fil:Louro, Alfredo Amado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El objetivo general de la tesis doctoral ha sido el desarrollo de electrodos selectivos de tecnología avanzada para su uso en celdas de combustible de hidrógeno/oxígeno de alta eficiencia que operan a baja temperatura. A tal fin, se prepararon electrocatalizadores de nanopartículas de Pt con orientación cristalográfica preferencial (111), los cuales exhiben la mayor actividad catalítica para la reacción de electrorreducción de oxígeno, cuya cinética lenta es una de las principales limitaciones en el proceso de conversión de energía. La obtención de las nanopartículas sobre sustratos carbonosos se realizó mediante la aplicación de una técnica de electrólisis pulsante. Se diseñaron y construyeron electrodos porosos de difusión de gas catalizados con los que se construyeron ensambles electrodo-membrana de intercambio de protones (PEM)-electrodo. Se diseñó y construyó un prototipo de celda de combustible unitaria de hidrógeno/oxígeno de tecnología PEM y se evaluó su comportamiento en operación y estabilidad a tiempos largos. Se determinó que la incorporación en el cátodo de los electrocatalizadores de Pt altamente facetados tipo (111), desarrollados en el transcurso de la tesis, mejoran el comportamiento en operación de la celda de combustible de hidrógeno/oxígeno de tecnología PEM. Finalmente, se elaboró un protocolo de testeo para celdas de combustible de hidrógeno/oxígeno PEM.

Fil:Caridi, Aurora F.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016

La investigación básica y aplicada en electrodos funcionalizados ha ido incrementándose en los últimos 30 años debido a su diversidad de aplicaciones en catálisis, óptica, electrónica, protección contra la corrosión, etc. Existen diversas maneras en las cuales se puede modificar un electrodo, ya sea por deposición de películas por spin o dip coating, adsorción de monocapas autoensambladas, drop casting, autoensamblado capa‐por‐capa, etc. En esta tesis estudiamos la modificación química controlada de superficies de electrodos y sus aplicaciones en reacciones electrocatalíticas y redox. Materiales diversos como Au, Cu, aleaciones Au‐Cu, polioxomolibdatos y polímeros redox fueron utilizados como electrodos funcionalizados. Estos materiales fueron caracterizados exhaustivamente y se estudiaron sus aplicaciones en reacciones electrocatalíticas de importancia en medio ambiente (reducción de CO2, nitritos, cloratos y peroxodisulfatos), así como también en reacciones redox. Durante esta tesis se desarrolló un nuevo método para la síntesis de nanoaleaciones Au‐Cu soportadas en negro de carbón. La síntesis produce nanopartículas aleadas, estables y robustas. Las nanopartículas Au‐Cu fueron caracterizadas por espectroscopía UV‐visible, DRX, ICP, XPS y HR‐TEM; que juntas dan evidencia que las partículas están realmente aleadas. En paralelo, se prepararon aleaciones Au‐Cu macizas que también fueron caracterizadas por diversas técnicas experimentales (DRX, ICP, XPS) y cuyas propiedades superficiales fueron estudiadas. Mediante XPS con resolución angular (ARXPS) se observó que, en ausencia de adsorbatos, la superficie de las aleaciones Au‐Cu está enriquecida en Au. Al exponer la aleación Au‐Cu a una atmósfera de O2 puro, la superficie se reorganiza y se enriquece en Cu, mostrando que los catalizadores no son estáticos ya que el medio en el que el electrodo está presente puede afectar su organización superficial. También hicimos cálculos DFT que corroboran ambas observaciones. Además, se estudió la segregación hacia la superficie de impurezas que se encontraban en el seno de los electrodos macizos. Encontramos que pequeñas concentraciones de impurezas que inevitablemente se encuentran en los materiales constitutivos de las aleaciones afectan a los sistemas macizos, pero dejan inalterados a los sistemas nanoparticulados. Se estudió la actividad electrocatalítica de electrodos macizos Au‐Cu con el foco en la reducción de CO2 hacia hidrocarburos y alcoholes. Encontramos que los electrodos macizos Au‐Cu reducen CO2 a CO pero sin conversión a productos líquidos. También se estudió la actividad catalítica orientada a la reducción de CO2 con nanopartículas Au‐Cu soportadas en negro de carbón depositadas en electrodos de carbono vítreo (GC). Mediante cromatografía líquida (LC‐UV) se detectó producción de etanol. También se funcionalizaron electrodos de Au con películas de polielectrolitos autoensamblados capa‐por‐capa modificados con aniones de polioxometalatos (POM). Las películas fueron caracterizadas por elipsometría, XPS, FTIR y microbalanza de cuarzo (QCM). Encontramos que hay una delaminación parcial de las películas autoensambladas al sumergirlas en solución, pero luego de esa primer delaminación la película remanente es estable y duradera. Las películas tienen buena actividad catalítica para la reducción de nitratos, cloratos y peroxodisulfatos. Por último, se estudiaron películas de polielectrolitos autoensambladas capa‐por‐capa modificadas con un complejo de Os que presenta una cupla redox, depositadas sobre sustratos de acero pasivado. Las películas fueron caracterizadas por elipsometría in situ y ex situ y por XPS. La respuesta electroquímica del complejo de Os fue estudiada. Encontramos que dicha respuesta es enlentecida debido a la transferencia electrónica a través de la capa pasiva. Se estimó que la constante de transferencia electrónica es de 4 a 6 órdenes de magnitud más lenta que para el mismo complejo de Os adsorbido sobre superficies de Au. El trabajo presentado en esta tesis muestra ejemplos relevantes de electrodos modificados químicamente, orientados a reacciones electrocatalíticas de importancia ambiental. Desarrollamos un método simple para la síntesis de nanopartículas Au‐Cu estables, duraderas y de composición controlada que sirven como catalizadores para la electroreducción de CO2. El conocimiento adquirido servirá para futuras investigaciones ya que mostramos que las nanoaleaciones Au‐Cu no sufren desactivación como los catalizadores basados puramente en Cu. También mostramos que moléculas grandes como los polioxomolibdatos pueden ser incorporados en películas autoensambladas capa‐por‐capa mediante intercambio iónico. Esto es un hallazgo importante ya que permite la funcionalización controlada de electrodos con estas moléculas de alta relevancia en el campo de la electrocatálisis. A pesar de las potenciales aplicaciones de películas de polielectrolitos autoensamblados capa‐por‐capa, existen pocas publicaciones de películas autoensambladas sobre superficies oxidadas. En esta tesis extendimos este concepto a superficies de relevancia industrial. Demostramos la capacidad de modificar superficies de acero pasivadas autoensamblando multicapas de polielectrolitos usando como sonda una molécula redox unida a la cadena de poli(alilamina). Por último, investigamos el proceso de transferencia electrónica entre el metal y el polímero de osmio a través de estados electrónicos en la película pasiva con un espesor mayor a la distancia de tuneleo directo.