Academic literature on the topic 'Electrólise'

<p>El mejor lineamiento para explicar a los estudiantes las ideas básicas de la física y la química es, indudablemente, trabajar sobre el conocimiento y comprensión de los conceptos científicos modernos que los estudiantes ya han adquirido.</p>

En los últimos años, la concepción que se tenía de las tendinopatías ha tolerado grandes cambios. La separación de las teorías que declaran a las tendinopatías como trastornos inflamatorios, a teorías que aluden una fisiopatología de carácter continúo basado en cambios degenerativos, propició la aparición de técnicas de fisioterapia invasiva como la electrólisis percutánea, que buscan romper con este proceso de degeneración, permitiendo la recuperación del tejido. El objetivo general de esta revisión sistemática es, estudiar la eficacia y evidencia científica de la técnica del electrólisis percutánea aplicada al tratamiento de tendinopatías en la extremidad inferior, para comparar los resultados obtenidos. Para lo cual, se realizó una búsqueda sistemática de estudios en 6 bases de datos, empleando las palabras clave: patellar tendinopathy unido con electrolysis, treatment, physical therapy y rehabilitation, lo cual ofreció 28 artículos, de los cuales, 8 se emplearon en la revisión, concretamente, 5 estudios de series de casos y 2 estudios prospectivos en ratas y 1 caso clínico. La electrólisis percutánea, mostró una mejora funcional y en la sensación dolorosa, al ser combinada con terapias de ejercicios excéntricos. El tratamiento terapéutico de las tendinopatías en la extremidad inferior mediante electrólisis percutánea, brinda resultados muy promisorios, sin embargo, para establecer la consecuencia de estos resultados, requiere del aporte de una cantidad sustancialmente mayor de estudios con una metodología más sofisticada, que sustenten su evidencia científica.

Los métodos electroquímicos como la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) son herramientas ampliamente utilizadas para estudios de corrosión y evaluación de recubrimientos. En el campo de la conservación del patrimonio cultural metálico, sin embargo, su uso se encuentra menos extendido por la dificultad para la realización de medidas in situ sobre esculturas y monumentos. En este trabajo se presentan las posibilidades de aplicación de esta técnica al estudio de recubrimientos protectores para el bronce con una novedosa celda portátil con un electrólito gelificado con agar.

El modelo de gestión operativa de la Junta Administradora de Acueducto Rural (JAAR) de la comunidad de Ipetí Emberá, enPanamá, con la introducción de la electrólisis de salmuera como tecnología innovadora, fácil y sencilla para desinfectar el agua de consumohumano, requiere de la adición de funciones, cargos operativos y administrativos para un funcionamiento sostenible. El modelo fomenta ladifusión de conocimientos locales entre pares de otras comunidades que posean acueductos rurales sin procesos de desinfección del agua deconsumo humano y para sistemas nuevos por establecer en áreas rurales.

Expone los resultados de la hidrogenación electrocatalítica (HEC) de los ésteres metílicos de los ácidoslinoleico y oleico. El primer parámetro estudiado fue el potencial de electrólisis en el cual se generael hidrógeno activo mediante voltametría cíclica, estableciéndose en -600 mV. Los electrocatalizadoresempleados a base de titanio recubiertos con sistemas de níquel soportado sobre óxidos de estaño (II) y(IV) mostraron diferente comportamiento hacia los diversos substratos estudiados. El sistema con óxido de estaño (II) fue más activo hacia la hidrogenación de oleato de metilo, y el sistema con óxido de estaño (IV) resultó más activo frente a la hidrogenación de linoleato de metilo.

Mestrado em Engenharia Química
Numa altura em que um dos principais temas da actualidade é a poluição e os problemas que ela irá causar no futuro, a indústria da pasta de papel, que ocupa uma parte importante na economia mundial, tem sido pressionada no sentido de substituir os métodos convencionais de branqueamento, que utilizam principalmente cloro (Cl2) e dióxido de cloro (ClO2), por tecnologias amigas do ambiente. Desde a década de noventa que têm sido feitos esforços consideráveis no sentido de introduzir reagentes alternativos para a deslenhificação da pasta de papel. Surge assim uma nova classe de compostos que apresentam vantagens enquanto oxidantes ou catalisadores regeneráveis e reutilizáveis no processo de deslenhificação de pasta – os polioxometalatos. Estes são catalisadores altamente selectivos em sínteses orgânicas oxidativas e na deslenhificação oxidativa, reagindo com a lenhina por mecanismos de transferência de electrões. Esta dissertação tem como objectivo desenvolver um processo alternativo de branqueamento de pasta kraft de Eucalyptus globulus; tentando remover a lenhina residual da pasta usando um sistema de deslenhificação electroquímica que tem como intermediário um polioxometalato. Neste sistema, a lenhina existente na pasta é oxidada pelo polioxometalato e a forma reduzida deste é novamente oxidada por intermédio de uma célula electroquímica. O trabalho experimental decorreu em três fases. Na primeira, ocorreu a síntese e caracterização do polioxometalato que foi posteriormente usado nas deslenhificações. Na segunda, efectuaram-se deslenhificações electroquímicas, considerando vários tempos de deslenhificação, à temperatura de 90ºC e pressão atmosférica. E na terceira fase, branquearamse pasta kraft e pasta kraft deslenhificada com polioxometalato. A pasta kraft foi branqueada pelo método convencional, usando dióxido de cloro (ClO2), numa sequência D0ED1ED2, enquanto que o branqueamento aplicado na pasta kraft deslenhificada com polioxometalato foi uma sequência POMD0ED1D2. Com este sistema de deslenhificação obteve-se um máximo de 44% de remoção da lenhina residual poupando 36% de dióxido de cloro. ABSTRACT: Nowadays, when environmental pollution is a major concern worldwide, paper pulp industry, which plays a key role in world economy, has been forced to substitute conventional bleaching processes with chlorine (Cl2) and chlorine dioxide (ClO2) by environment-friendly technologies. Since the 1990s there have been considerable efforts to introduce alternative mediators for pulp delignification. A new class of compounds appears, with countless advantages as oxidants or recyclable and reusable catalysts for pulp delignification – polyoxometalates. They are highly selective catalysts in oxidative organic syntheses and in oxidative delignification, reacting with lignin by electron-transfer mechanisms. This thesis aimed to develop an alternative process for Eucalyptus globulus kraft pulp bleaching; namely, to remove residual lignin from pulp by an electrochemical delignification system using a polyoxometalate as intermediate. In such a system, lignin in pulp is oxidized by the polyoxometalate and the latters reduced form is reoxidized in an electrochemical cell. Experimental work proceeded in three steps. In the first step, the polyoxometalate used in delignification processes was synthesized and characterized. In the second step, electrochemical delignification of pulp was done, considering several times of delignification, at 90ºC and atmospheric pressure. Finally, in a third step, kraft pulp and kraft pulp delignified with polyoxometalate were bleached. The kraft pulp was bleached by a conventional method, using chlorine dioxide (ClO2), in a D0ED1ED2 sequence, alternatively kraft pulp was delignified first with polyoxometalate as mediator, using electro chemical re-oxidation step, and then bleached by chlorine dioxide in a POMD0ED1D2 sequence. In this pulp delignification with POM were obtained 44% of degree of delignification was obtained saving 36% of chlorine dioxide.

Mestrado em Engenharia Mecânica
O fornecimento de vapor ou gases reagentes com alta humidade é importante para muitos processos industriais como a reforma de vapor do gás natural e a produção de hidrogénio por electrólise de vapor. Os métodos mais comuns de humidificação externa são i) sistema de injecção de vapor e, ii) humidificação por bolhas. Embora a humidificação de bolhas seja mais barata não consegue fornecer facilmente a humidade requerida para estas tecnologias e com a precisão necessária (>90% de humidade relativa). Por outro lado o método de injecção de vapor é provavelmente caro para um laboratório normal. Neste trabalho, no entanto, propõe-se a construção de um gerador de vapor para assegurar uma corrente de vapor uniforme de 50 ml/min, a funcionar a 120ºC e pressões superiores a 2bar a um custo de construção muito baixo. O trabalho escolhe componentes adequadas para sobreviver/aguentar às condições de operação desejadas que podem oferecer a precisão e os critérios de segurança necessária. Um controlador é desenhado e construído para oferecer um controlo harmonioso dos componentes seleccionados permitindo um nível desejado de precisão. Um programa labview é escrito para controlar o microcontrolador. A influência das condições de entrada nos parâmetros de saída de vapor é avaliado para que os limites de funcionalidade do equipamento sejam definidos. O aparelho criado é demonstrado para oferecer uma continua corrente de vapor, seguro e com mais precisão do que a obtida num sistema simples de humidificação por bolha, mesmo assim a uma mera fracção de preço dos sistemas de injecção de vapor disponíveis. O gerador de vapor é integrado num sistema de laboratório real na qual a produção de hidrogénio por electrólise de vapor será estudada.
The delivery of steam or reactant gases at high humidities is important for many industrial processes such as steam reforming of natural gas, the production of hydrogen by steam electrolysis. The most common methods of external humidification, are i) steam injectiontype and; ii) bubble humidification. Although bubble humidification is cheap it cannot easily supply the large humidities required for these technologies with the required precision (>90%Relative Humidity). On the other hand steam injection methods are prohibitively expensive for normal laboratory use. In this work one, therefore, aims to construct a steam generator to yield a uniform steam flow of 50ml/min, working up to 120ºC and pressures up to 2bar at a very low construction cost. The work selects components suitable to survive the desired operating conditions that can offer the required precision and the necessary safety criteria. A microcontroller is designed and built to offer harmonous control of the components selected allowing the desired level of precision. A labview program is written to control the microcontroller. The influence of input conditions on output steam parameters is assessed to allow the limits of functionablilty of the equipment to be defined. The formed device is demonstrated to offer continuous steam flow, safely and with more precision than that obtainable from a simple bubble humidification system, yet at a price which is a mere fraction of that of the vapor injection systems. The steam generator is integrated into a real laboratory system in which the production of hydrogen by steam electrolysis will be studied.

Mestrado em Engenharia Química
A indústria de cloro-álcalis é uma indústria com bastante expressão no panorama da indústria química mundial. O cloro e soda cáustica produzidos são dois intermediários de referência com uma ampla gama de aplicação nas mais diversas indústrias. Em Portugal, a maior empresa deste ramo é a CUF-QI. Uma vez que, nesta indústria, grande parte dos custos de produção está associado ao consumo elétrico é essencial que se minimizem todas as fontes de aumento de potencial. Esta redução só é possível identificando a sua origem e quantificando a sua magnitude. A tecnologia de eletrólise que domina neste momento na indústria é a de células de membrana. Uma das principais limitações da tecnologia de membrana é a baixa tolerância dos seus elementos, em especial da membrana, às impurezas dos eletrólitos. A salmoura que é utilizada como matéria-prima para a eletrólise é uma potencial fonte de impurezas que, apesar de ser sujeita a pré-tratamentos, apresenta, na admissão à célula um teor de impurezas que poderá conduzir a uma diminuição do desempenho da célula. A literatura é escassa e aquela que existe é feita de modo essencialmente qualitativo: uma associação entre a presença de impurezas e o aumento de potencial e diminuição da eficiência. Assim, o estudo dos efeitos e consequências das várias impurezas na membrana, e consequentemente na globalidade do processo, da eletrólise faz todo o sentido. Tendo em conta a realidade da empresa, estudou-se, neste trabalho, o efeito da presença de ferro e de monoclorobenzeno na salmoura. Os ensaios foram efetuados numa célula piloto com uma membrana de 9 cm2 que reproduz a operação industrial. As concentrações das impurezas foram amplificadas relativamente à operação normal com vista a permitir, em tempo útil, verificar alterações no comportamento da célula. Para avaliar o desempenho da célula recorreu-se a técnicas de caracterização genéricas tais como a espectroscopia de varrimento eletrónico e algumas mais específicas da eletroquímica como a espectroscopia de impedância eletroquímica e a medição de potencial em estado estacionário. A caraterização do sistema envolveu ainda, técnicas de teor mais prático e mais usadas deste tipo de indústria como a determinação do fator-k. Verificou-se que além dos danos visíveis a olho nu na membrana e da maior ou menor estabilidade do potencial ao longo dos ensaios, não existiram dados que comprovem danos nas membranas nas operações com impurezas, mesmo no caso em que o pH sofreu alteração. O tempo definido para cada experiência pode ter-se revelado insuficiente para reproduzir um efeito significativo nas variáveis avaliadas.
The chlor-alkali industry has a strong expression in the world chemical industry. Chlorine and caustic soda that are produced by this industry are two intermediate products with a wide range of applications in other type of industries. In Portugal, the greatest chlor-company is CUF-QI. In the chlor-alkali the energy consumption represents the major cost factor in the production costs. This way, it is desirable to keep high process performance. that all fonts of increasing potential are reduced. For that it is essential to distinguish and monitor the different components affecting the power consumption. The membrane technology is dominating the actual chlor-alkali industry. One of the drawbacks of that kind of technology is the low tolerance of the cell components, specially the membrane, to the presence of impurities in electrolytes. The presence of impurities in brine will lead to a cell performance decrease. The literature about this issue is scarce and the one that exists is essentially qualitative: it associates the presence of impurities to the potential increase and current efficiency decrease. So, the study to assess the effects of impurities on the membrane and consequently on the electrolysis performance is of great importance. Having into account the company reality it was defined to study the effects of iron and silica. Due to operation constraints it was not possible to perform an accelerated life test with silica. As so, instead it was decided to study the effect of organic compounds, namely monochlorobenzene. The tests were performed in a pilot cell with a 9 cm2 membrane that reproduces the industrial operation. The impurity concentrations, iron and monochlorobenzene, were amplified relatively to normal operation to perform an accelerated failure study. For this verification generic characterization techniques were used such as scanning electron microscopy. Electrochemical impedance spectroscopy and measure of potential at steady-state were used too. The system characterization also included a typical technique of this industry –the so called k-factor determination. It was concluded that significant damages in membranes don’t exist even when pH value was modified. The time defined to operation could have been insufficient to reproduce the predicted effects on the variables studied.

[ES] La presente tesis se enmarca en el ámbito del uso y almacenamiento de energías renovables. El objetivo es desarrollar los materiales y la tecnología necesaria para transformar los excedentes eléctricos derivados de fuentes renovables intermitentes (solar, eólica, etc.) en combustibles, principalmente en hidrógeno. Este tipo de procesos permitiría un uso más racional y descentralizado de fuentes renovables a través de su almacenamiento energético en forma de combustibles totalmente limpios y más fáciles de almacenar, transportar y de reconvertir en electricidad cuando sea requerido. Asimismo, este proceso permitiría utilizar grandes cantidades de CO2 contribuyendo a la reducción de gases de efecto invernadero. El sistema a desarrollar se basa en electrolizadores de alta temperatura (>600 °C) y alta presión de vapor (75% de H2O) compuestos principalmente por cerámicas protónicas (PCEC) con alta capacidad catalítica, concretamente el material electrolito BaCe0.2Zr0.7Y0.1O3-ð (BCZY27). Se han propuesto diferentes materiales como electrodos para PCECs, que comprenden conductores mixtos iónicos-electrónicos como La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-ð (LSCF), así como materiales mayoritariamente electrónicos, La0.8Sr0.2MnO3-ð (LSM) y La0.8Sr0.2Cr0.5Mn0.5O3-ð (LSCM). Se estudió la naturaleza de las etapas limitantes de la velocidad de reacción del ánodo LSM/BCZY27 con el efecto de la pO2 y la pH2O. Además, se optimizó la velocidad de operación en el modo de electrólisis a alta presión de vapor al (1) ajustar su actividad catalítica a través de la infiltración del electrodo con nanopartículas catalíticas; y (2) la activación electroquímica de las especies en la superficie aplicando una corriente neta a través del electrodo. Los diferentes óxidos infiltrados produjeron el cambio de las propiedades electroquímicas del electrodo, siendo el catalizador Pr6O11-CeO2 el que consiguió disminuir resistencia de polarización (Rp) del electrodo LSM/BCZY27 60/40 % v/v sin infiltrar dando un mejor resultado. Para una mayor comprensión acerca de los principios de electrólisis y co-electrólisis para la operación en montajes PCEC, la celda asimétrica formada por el ánodo LSM/BCZY27 60/40 infiltrado con Pr6O11-CeO2 y un cátodo de Pt se caracterizó por medio de voltamperometría (curvas i-V) y medidas de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) en los modos de pila de combustible y electrolizador. Además, se realizaron experimentos de electrólisis y co-electrólisis a 700 °C con un 3 y un 7.5% de H2O donde se determinó la eficiencia farádica y se demostró el efecto positivo de la adición de CO2 en la resistencia de la celda. Finalmente, se mejoró el comportamiento electroquímico de los materiales LSCM/BCZY27 y LSM/BCZY27, activando el electrodo poroso con diferentes nanopartículas catalíticas, en atmósferas oxidantes y, especialmente, en reductoras (50% H2 y 9% CH4-10% H2) con un 3% de H2O. Los mejores resultados electroquímicos para todas las condiciones de operación se obtuvieron para los electrodos infiltrados con Pt/CeO2, siendo notablemente mejor para el compuesto LSM/BCZY27 pese a su inestabilidad redox. El electrodo LSCM/BCZY27 ofreció mejor estabilidad redox pero se comprobó que al realizar ciclos aire-hidrógeno a 700 °C, el composite LSM/BCZY27 recupera su valor inicial de Rp al reoxidarse, demostrando que su degradación en condiciones reductoras no es irreversible. Por lo tanto, los resultados demostraron que la adición de nanopartículas de Pt/CeO2 en los electrodos que funcionan tanto como pila de combustible como electrolizador, son una ruta prometedora para mejorar el rendimiento de las celdas electroquímicas reversibles basadas en cerámicas protónicas (RePCEC). Además, podrían ser empleados en reacciones donde una reacción oxidativa es necesaria.
[CA] La present tesi s'emmarca en l'àmbit de l'ús i emmagatzematge d'energies renovables. L'objectiu és desenvolupar els materials i la tecnologia necessària per a transformar els excedents elèctrics derivats de fonts renovables intermitents (solar, eòlica, etc.) en combustibles, principalment en hidrogen. Aquest tipus de processos permetria un ús més racional i descentralitzat de fonts renovables a través del seu emmagatzematge energètic en forma de combustibles totalment nets i més fàcils d'emmagatzemar, transportar i de reconvertir en electricitat quan siga demandat. Així mateix, aquest procés permetria donar ús a grans quantitats de CO2 contribuint a la reducció de gasos d'efecte d'hivernacle. El sistema a desenvolupar es basa en electrolitzadors d'alta temperatura (>600 °C) i alta pressió de vapor (75% d'H2O) compostos principalment per ceràmiques protòniques (PCEC) amb alta capacitat catalítica, concretament el material electròlit BaCe0.2Zr0.7Y0.1O3-ð (BCZY27). S'han proposat diferents materials com a elèctrodes per a PCECs, que comprenen conductors mixtos iònics-electrònics com La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-ð (LSCF), així com materials majoritàriament electrònics, La0.8Sr0.2MnO3-ð (LSM) i La0.8Sr0.2Cr0.5Mn0.5O3-ð (LSCM). Es va estudiar la naturalesa de les etapes limitants de la velocitat de reacció de l'ànode LSM/BCZY27 amb l'efecte de la pO2 i la pH2O. A més, es va optimitzar la velocitat d'operació en la manera d'electròlisi a alta pressió de vapor al (1) ajustar la seua activitat catalítica a través de la infiltració de l'elèctrode amb nanopartícules catalítiques; i (2) l'activació electroquímica de les espècies en la superfície aplicant un corrent net a través de l'elèctrode. Els diferents òxids infiltrats van produir el canvi de les propietats electroquímiques de l'elèctrode, sent el catalitzador Pr6O11-CeO2 el que va aconseguir disminuir la resistència de polarització (Rp) de l'elèctrode LSM/BCZY27 60/40% v/v sense infiltrar donant un millor resultat. Per a una major comprensió sobre els principis d'electròlisis i co-electròlisis per a l'operació en PCEC, la cel·la asimètrica formada per l'ànode LSM/BCZY27 60/40 infiltrat amb Pr6O11-CeO2 i un càtode de Pt es va caracteritzar per mitjà de voltamperometria (corbes i-V) i mesures d'espectroscòpia d'impedància electroquímica (EIS) en les maneres de pila de combustible i electrolitzador. A més, es van realitzar experiments d'electròlisis i co-electròlisis a 700 °C amb un 3 i un 7.5% d'H2O on es va determinar l'eficiència faràdica i es va demostrar l'efecte positiu de l'addició de CO2 en la resistència de la cel·la. Finalment, es va millorar el comportament electroquímic dels materials LSCM/BCZY27 i LSM/BCZY27, activant l'elèctrode porós amb diferents nanopartícules catalítiques, en atmosferes oxidants i, especialment, en reductores (50% H2 i 9% CH4-10% H2) amb un 3% d'H2O. Els millors resultats electroquímics per a totes les condicions d'operació es van obtenir per als elèctrodes infiltrats amb Pt/CeO2, sent notablement millor per al compost LSM/BCZY27 malgrat la seua inestabilitat redox. L'elèctrode LSCM/BCZY27 va oferir millor estabilitat redox però es va comprovar que en realitzar cicles aire-hidrogen a 700 °C, el composite LSM/BCZY27 recupera el seu valor inicial de Rp al reoxidarse, demostrant que la seua degradació en condicions reductores no és irreversible. Per tant, els resultats van demostrar que l'addició de nanopartícules de Pt/CeO2 en els elèctrodes que funcionen tant com pila de combustible com electrolitzador, són una ruta prometedora per a millorar el rendiment de les cel·les reversibles basades en ceràmiques protòniques (RePCEC). Alhora, el elèctrodes podrien ser emprats en reaccions on una reacció oxidativa és necessària.
[EN] The present thesis is part of the field renewable energy use and storage. The objective is to develop new materials and the technology necessary to transform electrical surpluses derived from intermittent renewable sources (solar, wind, etc.) into fuels, mainly hydrogen. This type of process would allow a more rational and decentralized use of renewable sources through its energy storage in the form of totally clean fuels and easier to store, transport and convert into electricity when they are demanded. Likewise, this process would allow the use of large amounts of CO2, contributing to the reduction of greenhouse gases (GHG). The system to be developed is based on high temperature electrolyzers (>600 °C) and high steam pressure (75% H2O) composed mainly of proton ceramics (PCEC) with high catalytic capacity, specifically BaCe0.2Zr0.7Y0.1O3-ð (BCZY27) electrolyte material. Different materials have been proposed as electrodes for PCECs, including mixed ionic-electronic conductors such as La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-ð (LSCF), as well as mostly electronic materials, La0.8Sr0.2MnO3-ð (LSM) and La0.8Sr0.2Cr0.5Mn0.5O3-ð (LSCM). The nature of the rate determining steps in the LSM/BCZY27 anode with the effect of pO2 and pH2O was investigated. In addition, the reaction rate was optimized in high steam pressure electrolysis mode by (1) adjusting its catalytic activity through the electrode infiltration with catalytic nanoparticles; and (2) electrochemical activation of surface species by applying a net current through the electrode. The different infiltrated oxides produced a change in the electrode electrochemical properties, with Pr6O11-CeO2 catalyst being able to decrease the LSM/BCZY27 60/40 % v/v backbone polarization resistance (Rp), showing the best electrochemical performance. For a better understanding of the electrolysis and co-electrolysis mode for operation in PCECs, a model electrolysis cell was assembled using LSM/BCZY27 60/40 infiltrated with Pr6O11-CeO2 as an anode and a porous Pt layer as a cathode. The cell was characterized by means of voltamperometry (i-V curves) and Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements (EIS) in both fuel cell and electrolysis mode. In addition, electrolysis and co-electrolysis experiments were performed at 700 °C with 3 and 7.5% H2O. The faradaic efficiency was determined and the positive effect of the addition of CO2 on cell resistance was demonstrated. Finally, the LSCM/BCZY27 and LSM/BCZY27 electrochemical performance was improved activating the porous electrode with different catalytic nanoparticles, in oxidizing and, especially, in reducing conditions (50% H2 and 9% CH4-10% H2) with 3% H2O. The best electrochemical performance was obtained for both electrodes infiltrated with Pt/CeO2 in all operating conditions, being better for the LSM/BCZY27 electrode despite its redox instability. The LSCM/BCZY27 electrode offered better redox stability but the LSM/BCZY27 composite recovers its initial Rp value when air-hydrogen cycles are performing at 700 °C, demonstrating that its degradation under reducing conditions is not irreversible. Therefore, the results showed that the addition of Pt/CeO2 catalytic nanoparticles in the electrodes that works in both fuel cell and electrolysis mode, are a promising route to improve the performance of reversible proton ceramic electrolyzer cells (RePCEC). In addition, both electrode infiltrated materials could be used in reactions where an oxidative reaction is necessary.
Bausá Martínez, N. (2020). Electrolizadores de alta temperatura basados en cerámicas protónicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147114
TESIS

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica
Neste trabalho estudaram-se materiais biodegradáveis e biocompatíveis, utilizados na produção de membranas por electrofiação. O desenvolvimento destas membranas teve como principal objectivo a sua utilização em biobaterias. Pretende-se que estas sejam eficientes, biocompatíveis, ultrafinas e biodegradáveis, de modo a tornar viável a sua aplicação em dispositivos biomédicos de implantação subcutânea. Estas biobaterias têm uma estrutura similar a uma bateria comum, sendo compostas por dois eléctrodos (ânodo e cátodo) que contactam electricamente com as superfícies de uma membrana de nanofibras a actuar como suporte e separador electroquímico. Fluidos corporais, como sangue e suor, funcionam como electrólitos e são responsáveis por induzir a passagem de iões através do dispositivo. A investigação consistiu na caracterização físico-química, morfológica, mecânica e electroquímica das matrizes de nano/micro fibras de polivinilpirrolidona (PVP), formando a membrana. Assim, estudou-se a influência do tempo de reticulação do material na biodegradabilidade das membranas na presença de biofluidos, bem como a produção e caracterização morfológica e electroquímica de eléctrodos constituídos por filmes finos de alumínio ou membranas de PVP funcionalizadas com polímeros condutores ou com nanopartículas de ouro e de óxido de ferro. Avaliou-se o desempenho destes eléctrodos aplicados às membranas produzidas (biodispositivo) pela realização de um protótipo testado com soro fisiológico enquanto demonstrador da tecnologia estudada.

El presente trabajo aborda la problemática de una empresa del sector minero, específicamente se trata de una refinería de Zinc ubicada en el departamento de Lima, Perú. El campo de acción se centra en la planta de electrólisis, la cual tiene el problema de disminución de productividad (de 8.38 a 8.22 TN Zn/1000$en recursos) causadas por el consumo en exceso de energía eléctrica y aumento de mano de obra, generando resultados por debajo de los estándares internos del área y sobrecostos en recursos empleados para llegar a las metas productivas. Se utilizaron herramientas Lean para desarrollar propuestas de solución de la problemática, como el uso del SMED y Andon para lograr menores tiempos de preparación en actividades de eliminación de cortocircuitos (52%), Uso del Diagrama de Actividades Múltiples (30% de aumento de producción), Mantenimiento Preventivo para optimizar la frecuencia del mantenimiento y limpieza (reducción del 80% del costo de mano de obra extra) y la implementación de un programa de 5S para mejorar el orden y limpieza del área (aumento del 54% del índice de radar en 5S). A su vez se implementaron indicadores para monitorear el desarrollo de estas mejoras. Con la aplicación de estas herramientas se obtiene un ahorro de $378,522.00 en recursos, logrando aumentar el índice de productividad hasta su estándar interno (8.3). Estos resultados nos demuestran la utilidad de las herramientas Lean para la mejora de productividad en cualquier área que se puedan replicar, sirviendo como base para lograr la mejora contínua en las organizaciones.
The present paper addresses the problems of a mining company, specifically a Zinc refinery located in the department of Lima, Peru. The field of action focuses on the electrolysis plant, which has the problem of decreasing productivity (from 8.38 to 8.22 TN Zn / 1000 $ in resources) caused by the excessive consumption of electrical energy and increase of labor, generating results below the internal standards of the area and costs in resources used to reach the productive goals. Lean tools were used to develop proposals for solving the problem, such as the use of SMED and Andon to obtain shorter readiness times for short circuits (52%), Multiple Activity Diagram (30% increase in Production), Preventive Maintenance to optimize the frequency of maintenance and cleaning (reduction of 80% of the cost of extra labor) and implementation of a 5S program to improve the order and cleanliness of the area (54% increase in radar index in 5S). At the same time, indicators were implemented to monitor the development of these improvements. With the application of these tools you get a saving of $378,522.00 in resources, increasing the productivity index to its internal standard (8.3). These results demonstrate the usefulness of Lean tools for improving productivity in any area that can be replicated, serving as a basis for continuous improvement in organizations.
Trabajo de Suficiencia Profesional

Ingeniero Civil de Minas
El hidrógeno gaseoso se utiliza principalmente para la producción de amonio, materia prima fundamental para la fabricación de fertilizantes en la industria de la agricultura, lo que se relaciona directamente con la producción de alimento. Además de esto, el hidrógeno ha sido objeto de estudio como elemento transportador de energía, es decir, puede producirse y almacenarse para luego ser aprovechado en la generación de electricidad o de calor mediante celdas de combustible. Dichas celdas han sido de principal importancia para aplicaciones fuera de la red eléctrica, resolviendo así problemas de distribución de energía. El presente trabajo se enfoca en la investigación de la producción electrometalúrgica usando la técnica de electrodeposición con corriente pulsante de óxidos de renio, cobre y nanotubos de carbono sobre un sustrato de vidrio conductor de óxido de indio-estaño (ITO). El objetivo radica en la fabricación de un material electrocatalizador de la reacción de evolución de hidrógeno (REH), y para esto se estudian 4 sistemas diferentes: (a) ITO + Cu, (b) ITO + Re, (c) ITO + Re + Cu y (d) ITO + Re + Cu + Nanotubos de carbono. La primera etapa de investigación se desarrolló en base al proceso de electrodeposición de estos 4 sistemas, obteniendo así 2 tipos de depósitos usando condiciones experimentales diferentes: (i) Tipo A, donde se usó una corriente catódica de 10 A/m2, pH=5, agitación ultrasonido y tiempo de deposición de 5 min, y (ii) Tipo B, donde se aumentó tiempo de proceso a 20 min y se cambió a agitación magnética. La segunda etapa se enfocó en el análisis de la composición y morfología de los materiales, para esto se utilizaron las técnicas de caracterización de microscopía de barrido electrónico (SEM), espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDS), difracción de rayos X en modo rasante (GI-XRD) y espectroscopía UV-Visible. Se evidenciaron diferencias importantes entre ambos tipos de depósitos, presentando en ambos casos una formación de cristales en el sustrato en lugar de una película continua. La tercera etapa consistió en el estudio electroquímico de los materiales tipo B y el cálculo de parámetros cinéticos de la reacción de evolución de hidrógeno. Destaca el electrodepósito ITO-Re con una densidad de corriente de intercambio de 1.47 A/m2, mientras que en el resto de los casos los valores fueron inferiores a 0.2 A/m2. Se encontró una baja concentración de Re en el material cuando hay presencia de Cu en el sistema, lo que refleja que la reducción del ion Cu+2 en la electrodeposición se ve favorecido frente a la reducción de ReO4-. Bajo las condiciones de trabajo de la presente investigación no se evidenció un efecto real de los nanotubos de carbono en la electrocatálisis de la REH.

Ingeniero Civil Eléctrico
Durante el siguiente documento se muestra el proceso de construcción de una celda demostrativa para la producción de hidrógeno a partir de la electrólisis de agua potable a temperatura y presión ambiente. En conjunto de lo anterior, se propone diseñar e implementar un sistema capaz de separar y almacenar el hidrógeno y oxígeno. Para esto se considera la toma de las variables involucradas: diferencia de potencial en los bornes de la celda, corriente que circula por la celda y el volumen de hidrógeno y oxígeno producido. El sistema está compuesto por la celda encargada de hacer la electrólisis, un estanque encargado de almacenar el hidrógeno, otro estanque encargado de almacenar el oxígeno, una toma de agua potable y una llave de paso encargada del llenado simultáneo de la celda y los estanques. La estructura de la celda se construye en acrílico de 10 mm de espesor. Esta está constituida por 2 partes principales: Parte superior: encargada de proporcionar separadores para los electrodos, una entrada para el ingreso del agua y un sistema encargado de separar los gases. Parte inferior: encargada de proporcionar una salida del agua, soportar la estructura, soportar los electrodos y proporcionar de un sistema eléctrico para la alimentación de la celda. Para el almacenamiento de los gases se utilizan estanques llenos de agua: al momento de ser producido el hidrógeno y el oxígeno, éstos desplazan al agua contenida en los estanques. Se le realizaron dos pruebas a la celda, para determinar los dos tipos de eficiencias que interesan para este trabajo: eléctrica y térmica. Este concepto mide el cociente entre la energía que se puede recuperar del sistema en función de la energía utilizada para su producción. La eficiencia eléctrica considera que se recupera dicha energía en forma de electricidad, mientras que la eficiencia térmica contempla que se puede recuperar en la combustión del hidrógeno. Los resultados fueron los siguientes: En la primera prueba se inyectan 3,2 [A] y 3,15 [V] en los bornes de la celda, en la cual se obtuvo una eficiencia eléctrica del 43,8% y una eficiencia térmica del 51,9%. En la segunda prueba se inyectan 8,7 [A] y 4,2 [V] en bornes de la celda, en la cual se obtuvo una eficiencia eléctrica del 33,4% y una eficiencia térmica del 39,6%.

El término "Economía del Hidrógeno" responde a una visión de futuro donde este gas, generado de forma limpia y económica, serviría para alimentar el grueso de las necesidades energéticas de la sociedad. Esta propuesta reduciría la dependencia actual sobre los combustibles fósiles, ya que el hidrógeno podría ser producido a partir de otras fuentes primarias como las renovables o la nuclear. Igualmente se disminuiría la contaminación atmosférica y la emisión de gases de efecto invernadero, puesto que el único residuo generado en la combustión del hidrógeno en una pila de combustible es agua. En este contexto, la presente Tesis Doctoral pretende contribuir a la mejora de la eficiencia energética y el abaratamiento de costes (tanto de instalación como de operación) de la electrólisis alcalina del agua como vía para la producción de hidrógeno. Este objetivo se ha alcanzado mediante el desarrollo de nuevos materiales de electrodo (cátodos), componentes clave de los electrolizadores. Las principales características que debe poseer un material de electrodo son: alta superficie específica (porosidad), buenas propiedades catalíticas intrínsecas, y durabilidad/estabilidad en las condiciones de operación, todo esto a un bajo coste de producción. Con la finalidad de lograr un material que reúna todas las propiedades enunciadas, en la Tesis Doctoral se han sintetizado materiales porosos de base Níquel por electrodeposición sobre sustratos de acero inoxidable. Para este propósito ha sido necesario el desarrollo de un pre-tratamiento de los sustratos, que ha garantizado la correcta adherencia de las capas depositadas. Los materiales electródicos se han fabricado de acuerdo a distintas estrategias de electrodeposición: por un lado, materiales tipo Raney, caracterizados por grietas superficiales; por otro lado, materiales macroporosos obtenidos sobre plantillas dinámicas gaseosas (generadas mediante aplicación de densidades de corriente elevadas). Siguiendo estos procedimientos, se
Herraiz Cardona, I. (2012). Desarrollo de nuevos materiales de electrodo para la obtención de Hidrógeno a partir de la electrólisis alcalina del agua [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16804
Palancia

El avance tecnológico requiere de materiales que tengan un impacto directo en la vida cotidiana. Así, el desarrollo y aplicación de sistemas más eficientes, sustentables y por lo tanto no agresivos con el ambiente son un reto para la comunidad científica al involucrar diferentes disciplinas en la búsqueda de lograr el control de las propiedades a nivel nanométrico. En particular, los materiales multi-hidróxidos laminares, comúnmente conocidos como HDL, brindan un panorama prometedor ya que sus propiedades y composición pueden ser moduladas desde la síntesis, para una amplia gama de usos y aplicaciones. Recientemente, en áreas muy diferentes las aplicaciones de estos materiales han sido exploradas; por ejemplo: magnetismo, reacciones de producción de energía (electrocatalizadores), sensores electroquímicos, sistemas portadores-liberadores de fármacos, representan áreas de oportunidad. Por otra parte, sistemas en bajas dimensiones, la obtención de nanoláminas o nanohojas (nanosheets) a partir de la exfoliación de estos nanomateriales: nanopelículas multicapa, nanocompósitos y estructuras core-shell. La presente propuesta pretende desarrollar materiales tipo HDL multicatiónicos involucrando aspectos desde la concepción, síntesis y aplicación en la electrólisis del agua, proceso fundamental en la producción de hidrógeno, como fuente de energía renovable y una alternativa de las fuentes de energías tradicionales generadoras de contaminantes.