Preparación y caracterización de recubrimientos termocrómicos basados en VO2 para su utilización en ventanas inteligentes

La enorme conciencia social por el medio ambiente promueve que gran parte de las investigaciones científicas se dirijan hacia una aplicación beneficiosa para este. En este marco se encuentran las ventanas inteligentes termocrómicas, que son ventanas con un recubrimiento de una película delgada de material termocrómico. Entre estos materiales destaca el VO2 debido a que, a 68ºC, presenta una transición de una fase monoclínica aislante a una fase rutilo metálica (MIT, Metal-to-Insulator Transition), la cual va acompañada de una brusca disminución de la transmitancia en el infrarrojo cercano (NIR), manteniéndose prácticamente constante en el visible. Dado que la radiación infrarroja está asociada a los cambios de temperatura, controlando su paso a través de las ventanas, se podrá regular, de una manera pasiva, la temperatura en el interior de los espacios habitables reduciendo el consumo de calefacción y aire acondicionado. Para el presente trabajo, se han preparado 3 muestras distintas, vía sol-gel, a partir de un sol 0,125 M de VO(acac)2 en metanol con PVP K90. Tras su maduración, se prepararon las películas delgadas mediante dip-coating, con un paso de secado en estufa entre capa y capa de la película delgada. Por último, se realizó un tratamiento térmico a 500ºC con objeto de degradar los compuestos orgánicos sin efecto termocrómico y obtener la fase monoclínica de interés. Se ha encontrado, gracias a medidas de transmitancia variando la Tª entre 25ºC y 90ºC, que las películas con un número de capas pequeño favorecen la formación de VO2 (M) frente a las que constan de un número elevado, mientras que la Tª de secado no es un factor determinante. En los experimentos cinéticos del cambio de transmitancia con la Tª se ha observado un ciclo de histéresis, mostrando que la MIT se produce a una temperatura inferior durante el enfriamiento. Con los espectros de transmitancia a 25ºC y 90ºC se ha calculado el valor de los parámetros que cuantifican el efecto termocrómico para su aplicación en ventanas inteligentes: Tlum, ΔTsol e ΔTIR. Se ha logrado una mejoría de los resultados tras un posterior e innovador lavado de las muestras. Se ha realizado el ajuste de los resultados espectrales de elipsometría y transmitancia UV-Vis-NIR a las diferentes temperaturas, usando un modelo dieléctrico consistente en una combinación lineal de osciladores gasussianos, de Tauc-Lorentz y de Drude -este último solo se incluye en presencia de la fase metálica, ya que considera las oscilaciones de los portadores libres-. El valor de n es superior a 2 en el visible y el NIR; y, κ tiende a 0 cuando el VO2 está en fase aislante, aumentando, tras la MIT, a 2000 nm, pero permaneciendo constante a 500 nm. A partir del modelo de Drude, se ha hallado la resistividad, la cual disminuye con la aparición de la fase metálica al aumentar la Tª. Se han simulado espectros de transmisión a 25 y 90ºC para distintos espesores, determinándose, con el cálculo de Tlum, ΔTsol e ΔTIR, que el espesor óptimo de las películas está entre 60 y 80 nm.TFM del área de Física de la Materia Condensada. 69 páginas

Recubrimientos mesoporosos y mesoestructurados de TiO2-anatasa por el método sol-gel para aplicaciones en sistemas fotocatalíticos

Tesis doctoral inédita. Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de lectura: 29-06-201

Nutrientes tecnológicos para la industria cerámica estructural

[ES] Se persigue la fabricación de cerámica estructural de la manera más sostenible posible. El objetivo estriba en usar la mínima cantidad de arcilla, la materia prima característica de la cerámica, con la finalidad de no emplear recursos minerales finitos. Esta carencia de arcilla se suplementará con la adición de nutrientes tecnológicos, todos ellos clasificados como residuos industriales. Con ello se evita que gran cantidad de materiales terminen en el vertedero. Complementariamente se procura que los nutrientes tecnológicos contengan una cantidad de materia orgánica, lo que aporta energía al sistema y hace la fabricación más sostenible desde el punto de vista energético. Es de destacar el empleo del denominado Combustible Sólido Recuperado de los residuos urbanos, lo que, a su vez, resuelve otro gran problema. Finalmente se demuestra que el material cerámico fabricado presenta unas propiedades térmicas muy interesantes, una densidad aparente baja, la porosidad interna es elevada, material obtenido es aislante térmico[EN]This thesis develops the fabrication of structural ceramic materials as sustainable as possible. Is focused, first of all, on raw materials. One of the objectives is based on the use of the minimum amount of clay, which is known as the main raw material of ceramics, with the purpose of not using finite minerals resources. Therefore, the lack of clay will be supplemented with the addition of technological nutrients, all of them classified as industrial waste. Thus is possible to avoid that lot of materials were disposed in landfills. Additionally, this thesis seeks that technological nutrients contain a certain amount of organic material, which provides energy towards the system and makes a sustainable manufacturing from energetic point of view. Stands out the using of RSF (Recovered Solid Fuel) from urban waste, which also solves another big problem. Finally, this thesis exposes that ceramic material presents very interesting thermal properties, lower the bulk density and the higher the porosity.Tesis Univ. Jaén. Departamento Ingeniería Química Ambiental y de Los Materiales, leída el 24 de noviembre de 201