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Ingeniería de heteroestructura en NiCo2o4 - nanotubos de carbono para la electro-oxidación de etilenglicol en electrocatalizadores libres de metales nobles
Alexander Suarez Barajas
Noe Arjona
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial
'Esta investigación propone una estrategia innovadora basada en la ingeniería de heteroestructuras para diseñar compositos avanzados destinados a la electro-oxidación de etilenglicol. La optimización de NiCo₂O₄ se logró mediante la introducción controlada de vacancias de oxígeno y el dopaje con heteroátomos de fósforo, en combinación con nanotubos de carbono de paredes múltiples y grafeno dopados con nitrógeno. El análisis por XPS evidenció un incremento en las vacancias de oxígeno, atribuible a defectos generados en la superficie de la cobaltita, lo que favorece la mejora de la estructura electrónica. Los estudios comparativos de desempeño electrocatalítico demostraron una reducción significativa en las energías de adsorción, energías de activación aparente y resistencias de transferencia de carga, contribuyendo a un rendimiento electroquímico superior. El catalizador P800NiCo₂O₄EG33/N-CNTG alcanzó un voltaje de circuito abierto de 1.53 V y una densidad de potencia máxima de 50 mW cm⁻³ en celdas de combustible microfluídicas. Estos resultados destacan la viabilidad de desarrollar electrocatalizadores libres de metales nobles, promoviendo tecnologías electroquímicas sostenibles. 'De acuerdo con los objetivos del Desarrollo Sustentable de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), se tiene en el numeral 7, la Energía asequible y no contaminante, que busca garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna. En este sentido, los sistemas electroquímicos de conversión de energía basados en la electro-oxidación directa de alcoholes en celdas de combustible, es una tecnología ambientalmente amigable, moderna y segura. Cuya limitante es la asequibilidad debido al empleo de metales nobles para su operación. Por ello, para cumplir los requisitos del numeral 7, en este proyecto se planteó el desarrollo de electrocatalizadores libres de metales nobles basados en ingeniería de heteroestructura de compositos espinela-soporte carbonoso al incorporar defectos de superficie tipo vacancia de oxígeno y dopaje con heteroátomos, para lograr desarrollar materiales económicamente atractivos que permitan asegurar la generación asequible y sostenible de electricidad. KW: PGM-free anodes, Defect engineering, Ethylene Glycol Oxidation, Fuel Cell
Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, S. C.
29-11-2024
Tesis de doctorado
Español
Querétaro, Qro.
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
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