Fotoelectroquímica y espectroelectroquímica de materiales semiconductores nanoestructurados

Tesis (Dra. en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2019Los semiconductores nanoestructurados presentan propiedades que dependen de las dimensiones del material. En la actualidad estos materiales se estudian intensivamente debido a su potencial aplicación en dispositivos fotovoltaicos. La optimizáción de su preparación permite controlar propiedades ópticas y electrónicas que pueden ser útiles en su aplicación en celdas solares mejorando la eficiencia de conversión energética. En este trabajo de tesis, se busca optimizar la síntesis de semiconductores nanoestructurados y optimizar la preparación de materiales híbridos derivados de los anteriores con el objetivo principal de mejorar la eficiencia de conversión de celdas solares sensibilizadas con puntos cuánticos. En el capítulo 1 de la introducción de esta tesis se comenta el rol de los materiales semiconductores nanoestructurados que presentan aplicación en dispositivos fotovoltaicos en la actualidad, en un contexto mundial de necesidad de ampliar el aporte de energía solar en la matriz energética. Se discuten aspectos teóricos relativos a las propiedades ópticas y electrónicas de materiales semiconductores y cómo se explotan estas propiedades en el desarrollo de celdas solares de tercera generación. El capítulo 2 de la introducción se encuentra abocado a una descripción y discusión sobre aspectos teóricos y experimentales de las técnicas de caracterización espectroelectroquímicas y fotoelectroquímicas utilizadas en este trabajo de tesis. En la parte de resultados se muestran los procedimientos de síntesis y estudio de distintos materiales semiconductores nanoestructurados. En primer lugar se describen en los capítulos 3 y 4 la síntesis y preparación de óxidos semiconductores base. En el capítulo 3 se muestra la optimización de la preparación de nanovarillas de ZnO. Se exponen los resultados de la caracterización de propiedades fotoelectroquímicas y espectroelectroquímicas dependientes de las dimensiones de las nanovarillas preparadas. En el capítulo 4 se muestran los resultados de la preparación de membranas de nano tubos de Ti02 y distintas aplicaciones estudiadas de este sistema. En el capítulo 7 se muestran los resultados de la sensibilización óptica de nanotubos de Ti02 con distintos nanocristales de CdSe. Por último en el capítulo 8 se muestra la caracterización espectroelectroquímia de nanocristales de calcogenuros de cobre que presentan propiedades ópticas de resonancia de plasmón superficial localizada. En las conclusiones de la tesis se resumen los logros más importantes alcanzados para cada sistema estudiado, y se realiza un breve comentario respecto a los principales desafíos que deben resolverse en el futuro para la aplicación de materiales semiconductores nanoestructurados2020-12-31Fil: Benavente Llorente, Victoria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Iglesias, Rodrigo Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.Fil: Iglesias, Rodrigo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico Química de Córdoba; Argentina.Fil: Sánchez, Cristian Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Fil: Pacioni, Natalia Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Cámara, Osvaldo Raúl. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina.Fil: Cámara, Osvaldo Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Fil: Gassa, Liliana Mabel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Evaluation of different Ni-semiconductor composites as electrodes for enhanced hydrogen evolution reaction

The use of earth-abundant materials for designing efficient and stable electrocatalysts is of paramount importance to facilitate large-scale production of hydrogen. In this work we developed a new series of electrodes based on Ni-semiconductor composites (Ni|SC) that are easy to synthesize (binder-free, economic and readily scalable method of synthesis), highly stable and active towards electrochemical hydrogen production under alkaline conditions. We showed the direct electrodeposition of composites (Ni|SC) from nickel-Watts plating baths modified by the addition of Nb2O5, Nb3(PO4)5, Bi2O3 and WO3 semiconductor particles. The electrodes were characterized by different techniques (electron and confocal microscopy, X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, among others) before and after their electrochemical evaluation as catalysts for hydrogen evolution from water. In order to gain insights into their structure-activity relationship, the materials were also characterized by means of electrochemical analyses, i.e., cyclic voltammetry, chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy. All catalysts have onset potential values around -1.1 V vs. SCE and similar Tafel slopes (ca. 120 mV dec-1) corresponding to the Volmer reaction as the rate determining step of the reaction. These catalysts show an increase of up to 115% (for Ni|WO3) of hydrogen production current compared to conventional Ni catalysts, in most cases preserving great chemical and structural stability after short ageing under alkaline conditions. The composite catalysts were synthesized on low-cost nickel-plated stainless-steel supports, which make them excellent alternatives for replacing massive nickel electrodes in conventional alkaline electrolyzers.Fil: Gomez, Melisa Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. University of Ottawa; CanadáFil: Benavente Llorente, Victoria. University of Ottawa; Canadá. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Hainer, Andrew. University of Ottawa. Faculty of Science; CanadáFil: Lacconi, Gabriela Ines. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Scaiano, Juan Cesar. University of Ottawa. Faculty of Science; CanadáFil: Franceschini, Esteban Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; ArgentinaFil: Lanterna, Anabel Estela. University of Ottawa. Faculty of Science; Canadá. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

A case study: Final exam versus continuous assessment marks for electrical and electronic engineering students

In this work we analyze the final marks obtained by the students of the course “Signals and Systems” of the Electrical and Electronic Engineering degree at the E.U.I.T. de Telecomunicación in the Universidad Politécnica de Madrid. Students within this course are assessed by two different methods: the first one consists of only a final exam while the second one implies students following a continuous and formative assessment method in which they are required to solve some open exercises almost every week and to fulfil a self-evaluation test every two weeks all along the whole semester. During the academic year 07/08, all the students of the course were assessed by both methods. Herein, we analyze the final marks (in a 0-10 scale) obtained by the students and compare the pass and fail rates obtained with both assessment methods when the minimum mark for passing is set to 5. This work was done with a sample of 210 students that were divided in 7 different groups with different lecturers. We have found that more than 70 % of the students where classified in the same group, either pass or fail, with both assessment methods. As for the rest, 15 % of the students failed with the continuous assessment method but succeeded in the final exam and the remaining 15% passed in the continuous assessment and failed in the finals. For these two groups, observations indicate that the first one corresponds to students that either deliberately chose to be evaluated only with a final exam, thus not presenting the required coursework, or presented medium quality works (marks around 4) and did a greater effort for preparing the exam. As for the last group, it should be highlighted that their effort during the course allowed the majority of them to obtain marks above 3.5 points in the final exam. Based on these results, we made simulations so as to have an insight in what would be the student’s final marks when both assessment methods were combined with different weightings. Nowadays, this kind of combination is a common practice in many Universities, but usually the final exam has a higher weight (60 to 80 %) in the final student’s marks. We found that even if the final exam’s weight was only 25% and the continuous assessment’s weight was 75%, only 3% of the students that had final exam marks lower than 3.5 would obtain a weighted mark over 5.0. Consequently, we conclude that continuous assessment gives practically the same pass/fail rates as the final exam

Fibre optic absorbance meter with low limit of detection for waterborne cations

We report an evanescent wave based fibre optic absorbance meter that enables the colorimetric detection of waterborne cations with water insoluble chromoionophoric sensitisers. This establishes an alternative to the PVC membrane based transducers that are conventionally used for this purpose. Here, a water insoluble sensitiser is coated as a thin film on an unclad section of a multimode optical fibre to overlap with the evanescent field of a light beam propagating along the fibre core. The colorimetric response of the sensitiser when in contact with waterborne cation leads to increased absorption of virtual photons associated with the evanescent field. The resulting intensity loss of the propagating beam is detected by a bespoke newly designed self- referenced evanescent wave absorbance meter with beam intensity modulation and Lock-in amplification. We validate our transducer with the well characterised water insoluble sensitizer, 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN), for the detection of aqueous Zn2+ cations. We find a limit of detection (LoD) of 54 nM Zn2+, 28 times lower compared to a PVC membrane based sensor using same sensitiser for same cation (Albero et al., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 29 (2002), 779). Our evanescent wave absorbance meter can easily be adapted to other colorimetric sensitisers, including chromoionophoric complex forming macrocycles

Datos preliminares de la evolución geomorfológica del abanico aluvial de Lima y sus implicaciones en el análisis de los riesgos asociados al cambio climático

El estudio planteado se refiere al origen y dinámica geológica del abanico de Lima, ubicado en la costa central del Perú. Para prever como se desarrollarían los eventos geo-hidrológicos futuros se busca conocer sus relaciones con los procesos de cambio climático (deglaciación) o tectonismo. En este artículo se presenta una iniciativa conjunta del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET) en convenio con el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), para la investigación de estos fenómenos, en la búsqueda de promover en el Perú las investigaciones sobre paleo-inundaciones. La metodología a utilizar incluye análisis de fotografías aéreas, ortofotos e imágenes de satélite, elaboración de modelos digitales de alta resolución, levantamiento de columnas estratigráficas; muestreo y dataciones radiométricas. Los avances realizados hasta la fecha son el análisis de la información disponible y generación de la cartografía geomorfológica preliminar que han permitido dilucidar hipótesis sobre la evolución del abanico y proyectar las siguientes investigaciones

Datos preliminares sobre la evolución geomorfológica del abanico aluvial de Lima, y sus implicaciones en el análisis de los riesgos asociados al cambio climático

El estudio planteado se refiere al origen y dinámica geológica del abanico de Lima, ubicado en la costa central del Perú. Para prever como se desarrollarían los eventos geo‐hidrológicos futuros, se busca conocer sus relaciones con los procesos de cambio climático (deglaciación) o tectonismo. En este artículo se presenta una iniciativa conjunta del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET) en convenio con el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), para la investigación de estos fenómenos, en la búsqueda de promover en el Perú investigaciones sobre paleo‐inundaciones. La metodología a utilizar incluye análisis de fotografías aéreas, ortofotos e imágenes de satélite, elaboración de modelos digitales de alta resolución, levantamiento de columnas estratigráficas, y muestreo y dataciones isotópicas. Los avances realizados hasta la fecha son el análisis de la información disponible y generación de la cartografía geomorfológica preliminar que han permitido dilucidar hipótesis sobre la evolución del abanico y proyectar las siguientes investigaciones

Disputa de saberes en relación a los partos y nacimientos en el debate acerca del proyecto de Ley del Régimen del Ejercicio Profesional de la Obstetricia en Argentina (2019)

El presente trabajo analiza las relaciones de poder entre los saberes de diversos actores en relación al parto y el nacimiento, presentes en el debate sobre el proyecto de Ley sobre el Régimen del Ejercicio Profesional de la Obstetricia que obtuvo media sanción en la Cámara de Diputados del Congreso Nacional de Argentina en el 2019. A partir del debate es posible observar diversas posiciones al momento de definir los partos y nacimientos y la manera de abordarlos. Es en esta instancia que se presenta el saber de las obstetras, parteras y doulas como reivindicador de un pensamiento crítico y como posible alternativa frente a lo estatuido: el dominio del conocimiento médico científico. La complementación de tales saberes (práctico-popular de parteras y técnico-científico de la medicina) podría permitir la inclusión de conocimientos relevantes para un abordaje integral de los partos y nacimientos, indispensable para evitar la violencia obstétrica y garantizar el ejercicio de los derechos sexuales y (no) reproductivos.Fil: Benavente Llorente, Luciana. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencia Política y Relaciones Internacionales; Argentina

Nanoparticles based Composites and Hybrids: Functionalities and Synthetic Methods and Study Cases

The development of nanomaterials plays a fundamental role in current and future technology applications, particularly nanomaterials that have multiple functionalities. This book provides a broad overview of the effect of nanostructuring in the multifunctionality of different widely studied nanomaterials. This book is divided into four sections constituting a road map that groups materials sharing certain types of nanostructuring, including nanoporous, nanoparticled, 2D laminar nanomaterials, and computational methods for characterizations of nanostructures. This structured approach in nanomaterials research will serve as a valuable reference material for chemists, (bio)engineers, physicists, nanotechnologists, undergraduates, and professors.Fil: Franceschini, Esteban Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Benavente Llorente, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Loiacono, Antonella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Ni composite electrodes for hydrogen generation: Activation of Nb-based semiconductors

The hydrogen evolution reaction depends on the accumulation of electrons on the catalytic center to enable the two-electron processes involved in water reduction. This work reports on the modification of inexpensive nickel (Ni) composite electrodes with engineered semiconductor heterojunctions based on earth-abundant transition metals that show superior hydrogen generation activity in the presence of a non-toxic electrolyte (K2CO3). This is, small amounts of cobalt (Co) or copper (Cu) oxides can improve the reactivity of composite electrodes formed by deposition of titanium (Ti) or niobium (Nb) semiconductors onto Ni surfaces. In general, modified Nb-based semiconductors show better performance and their enhanced activity can be understood in terms of modified surface potentials upon formation of semiconductor-Ni heterojunctions. Photoelectrochemical activity can be detected in the presence of Cu oxides, where hydrogen generation onset potential is reduced under UV–Vis light irradiation. The study demonstrates that small composition changes can greatly affect the activity of Nb-based Ni composite electrodes, showing exciting new applications for Nb-based materials