Síntesis y caracterización de materiales híbridos carbonosos dopados con nitrógeno para la aplicación en pilas de combustible

Este Trabajo de Final de Grado se centra en el estudio de las condiciones de síntesis y caracterización de las propiedades fisicoquímicas de materiales carbonosos con potenciales aplicaciones en pilas de combustible. A lo largo del trabajo se han sintetizado tres tipos de materiales: xerogeles de carbono, nanofibras de carbono y materiales híbridos de xerogeles y nanofibras de carbono. También se han estudiado las posibilidades de dopado con nitrógeno de esos materiales mediante dos métodos distintos.Los xerogeles de carbono son materiales porosos, principalmente compuestos de carbono con una estructura reticular interconectada. Poseen una gran área superficial que los hace ideales para ser usados como soporte de catalizadores. Las nanofibras, por su parte, presentan una estructura menos porosa que los xerogeles, pero poseen una mayor resistencia mecánica y química que estos. Finalmente, los materiales híbridos o composites buscan combinar la elevada área superficial de los xerogeles con la resistencia mecánica de las nanofibras, dando lugar a un material con propiedades mixtas que pueda ser utilizado como soporte de electrocatalizadores.Por otro lado, el dopado con nitrógeno de los materiales carbonosos es interesante ya que modifica química superficial del material, mejorando su rendimiento como catalizadores y como soporte para catalizadores en las pilas de combustible. Las pilas de combustible son una alternativa viable a los motores de combustión como manera de producir energía sin emitir gases de efecto invernadero, contribuyendo así a disminuir el calentamiento global, un problema muy presente en la sociedad actual. En este contexto, la utilización de electrocatalizadores soportados sobre materiales carbonosos dopados como electrodos en las pilas de combustible y de metales más económicos, puede suponer un aumento en la eficiencia y disminución del coste de estos dispositivos electroquímicos, acercándolos un paso más a poder sustituir a los motores convencionales.<br /

Sistemas catalíticos eficientes basados en materiales de carbono para la valorización de CO2 por ruta electroquímica

La reducción electrocatalítica de CO2 surge para tratar de disminuir la gran cantidad de CO2 atmosférico y conseguir convertirlo en productos de utilidad. Esta reacción presenta una cinética lenta y problemas de selectividad, así que para llevarla a cabo con éxito es necesario el uso de electrocatalizadores. Dichos electrocatalizadores deben ser activos para la reducción de CO2, a la vez que selectivos en la producción de compuestos orgánicos. Para ello se debe seleccionar cuidadosamente la naturaleza del catalizador, para que sea capaz de mitigar la reacción de evolución de H2 (una reacción que compite por los sitios activos del catalizador para la reducción de CO2), posea elevada selectividad hacia los productos de interés, durabilidad y bajo coste. Los electrocatalizadores más recientemente estudiados se basan en materiales a base de carbono, que tratan de cumplir esos requisitos, sobre todo por su bajo coste y abundancia.En este trabajo, el objetivo principal es hacer una revisión bibliográfica sobre los estudios más recientes realizados sobre sistemas catalíticos en materiales de carbono para la reacción de electro-reducción de CO2 (CO2RR). Se comienza hablando sobre los fundamentos principales de la CO2RR y de los diferentes tipos de electrocatalizadores. A continuación se describen los diferentes materiales de carbono, y por último, se detallan los principales métodos de identificación de los productos.Los materiales de carbono son inertes a la reacción, pero se ha observado que al ser dopados con heteroátomos, consiguen tener sitios activos en donde llevar a cabo la conversión de CO2. Además del dopado con heteroátomos también existe la posibilidad de que el material de carbono actúe como soporte de nanopartículas metálicas. Estos soportes de carbono con nanopartículas metálicas tienen unas capacidades similares o incluso mejores que los electrocatalizadores metálicos policristalinos y además son más económicos por su menor cantidad de metal.<br /

Nanofibras de carbono: síntesis, conductividad eléctrica y aplicación en pilas de combustible

En este Proyecto Fin de Carrera se han sintetizado nanofibras de carbono bajo diferentes condiciones de temperatura y se han analizado sus propiedades físico-químicas con el fin de comparar dichas nanofibras entre sí y con materiales carbonosos comerciales, con especial atención en la conductividad eléctrica. A partir de dichas nanofibras se han preparado catalizadores de platino soportados en carbono por el método de microemulsión y, con éstos, se han obtenido electrodos de difusión de gas por el método de impregnación. Por último, se ha estudiado la actividad electrocatalítica hacia la reducción de oxígeno en una celda convencional de tres electrodos, comparándolos entre sí y con catalizadores comerciales

Optimizing the synthesis of carbon nanofiber based electrocatalysts for fuel cells

7 páginas, 2 tablas, 7 figuras.This work deals with an optimization of the platinum dispersion on low surface area carbon nanofibers (CNFs) by using different synthesis procedures and its electrocatalytic activity towards oxygen reduction. The selected CNFs were characterized by a BET surface area of ca. 100 m2 g-1 and were in-house synthesized by the decomposition of CH4 at 700ºC. Pt nanoparticles were deposited by using four different synthesis routes. A metal concentration of 20 wt% was confirmed by EDX and TGA. Two classical impregnation routes were employed, one using NaBH4 as reducing agent at 15ºC and the second one using formic acid at 80ºC. Two alternative processes consisted in a microemulsion procedure followed by reduction with NaBH4 and a colloidal route by using the sulphite complex method followed by reduction with hydrogen. The main differences regarded the platinum crystal size varying from 2.5 nm for the colloidal route to 8.1 nm for the impregnation route (formic acid). The classical impregnation procedures did not result appropriate to obtain a small particle size in the presence of this support, whereas microemulsion and colloidal methods fit the requirements for the cathodic oxygen reduction reaction in polymer electrolyte fuel cells, despite the low surface area of CNFs. The catalysts were subjected to an accelerated degradation test by continuous potential cycling. Although the initial activity was the highest for the microemulsion based catalyst, after the accelerated degradation test the colloidal based catalyst experienced a relatively lower loss of performance.The authors wish to thank FEDER and the Spanish MEC for financial support to project CTQ2011-28913-C02-01. The authors also acknowledge the support of bilateral CNR (Italy) -CSIC (Spain) joint agreement 2011-2012 (project Baglio/Lazaro 2010IT0026).Peer reviewe

COMPARACIÓN DEL ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL ENTRE LA MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE IBAGUÉ Y EL REGLAMENTO NSR-10

Structural design is an essential field in civil engineering and in the development of society, since it provides safe and efficient structural systems for the several types of buildings and civil works necessary to improve the quality of life of its users and occupants. Considering this situation, in this project, it was carried out a study in the city of Ibague in which it was sought to determine and compare the variables required to design a reinforced concrete structure. For this reason, the seismic amplification coefficients of the Colombian Seismic Resistant Construction Regulation (NSR-10) given for the most common types of soil in Ibague and the current seismic microzoning of the city are compared, which affect and generate a variation in the design earthquake. In addition, the study of the energy dissipation capacity of the structure was proposed to generate a complete analysis of the design variables and obtain safe and optimal parameters and recommendations for the execution of the structural design of regular buildings with less than 5 floors. The BIM Revit tool was used, which allows to have complete information of the structural project related to the materials and thus estimate the variations between the different designs obtained.El diseño estructural es una rama esencial en la ingeniería civil y en el desarrollo de la sociedad, puesto que brinda sistemas estructurales seguros y eficientes para los diversos tipos de edificaciones y obras civiles necesarias para mejorar la calidad de vida de sus usuarios y ocupantes. Considerando lo anterior, en este proyecto se realizó un estudio en la ciudad de Ibagué en el cual se buscó determinar y comparar las variables requeridas para diseñar una estructura de concreto reforzado. Por esta razón, se comparan los coeficientes de amplificación sísmica del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) dados para los tipos de suelo más comunes en Ibagué y la microzonificación sísmica vigente de la ciudad, los cuales afectan y generan una variación en el sismo de diseño. Además de esto, se planteó el estudio de la capacidad de disipación de energía de la estructura para generar un análisis completo de las variables de diseño y obtener parámetros y recomendaciones seguras y óptimas para la ejecución del diseño estructural de edificaciones regulares con menos de 5 pisos. Se utilizó la herramienta BIM Revit, la cual permite tener información completa del proyecto estructural relacionada con los materiales y así estimar las variaciones entre los diferentes diseños obtenidos

Nanoestructuras de carbono nitrogenadas para pilas de combustible de electrolito polimérico.

El reto de la descarbonización de la economía se ha encontrado con un hándicap añadido, como es la pandemia COVID-19, que va a condicionar una agenda ya de por sí comprometida y de difícil gestión para gobiernos, instituciones, empresas e incluso ciudadanos. En cambio, la gestión de esta crisis económica derivada de la alarma sanitaria podría utilizarse como palanca y motor del cambio para introducir con mayor diligencia la tan necesaria transición hacia el empleo de energías limpias y sostenibles en sustitución de los combustibles fósiles en los sectores de transporte y de generación de electricidad. Dentro de este escenario, el hidrógeno es un vector energético limpio y versátil, por lo que su aplicación en pilas de combustible supone una apuesta segura en la industria automovilística, ya que garantiza el objetivo de cero emisiones y presenta mejores prestaciones en términos de autonomía y tiempos de carga. En este contexto, el trabajo principal de esta Tesis Doctoral se ha basado en el estudio de catalizadores para su utilización en pilas de combustible, con el objetivo de reducir la cantidad de metal noble necesaria y, por tanto, la reducción de sus costes, manteniendo un alto rendimiento. Concretamente, la investigación se ha centrado en la modificación con grupos nitrogenados de materiales carbonosos que se utilizan como soporte, para mejorar sus características y analizar cómo influyen en el comportamiento de los catalizadores, buscando así reducir o incluso eliminar la cantidad de metal noble requerida.Para ello, se han sintetizado y caracterizado materiales de carbono de diferente naturaleza como son las nanofibras de carbono, los xerogeles de carbono y los materiales mesoporosos ordenados, y se han comparado con un negro de carbono comercial, Vulcan XC 72R. Se han aplicado diferentes técnicas de modificación con nitrógeno para cada uno de estos materiales, observándose que con aquellas en las que los grupos nitrogenados se introducían durante la síntesis de dichos materiales, se obtenían materiales carbonosos dopados con mayor cantidad de grupos nitrogenados que con los tratamientos de modificación después de la obtención del material. Asimismo, se ha realizado la caracterización fisicoquímica de los materiales carbonosos dopados con nitrógeno y se han estudiado electroquímicamente como catalizadores sin metal para analizar la influencia de los grupos nitrogenados en la reacción de reducción de oxígeno en medio básico. La mejor actividad se ha obtenido para los materiales mesoporosos ordenados dopados con N, que han sido, a su vez, los de mayor contenido en N. Finalmente, los materiales carbonosos con nitrógeno se han utilizado como soporte de catalizadores de Pt y de PtRu para su investigación en las reacciones de reducción de oxígeno y de oxidación de metanol, respectivamente. En este caso, el estudio ha comprendido tanto medio básico como medio ácido. De este modo, se ha analizado la influencia del dopado en la síntesis de dichos catalizadores, en la interacción del soporte-metal, así como en su actividad electroquímica en función del medio de reacción. En cuanto a los catalizadores de Pt, los catalizadores que presentan mayor actividad son los soportados sobre los materiales mesoporosos ordenados dopados con nitrógeno, debido a que los grupos nitrogenados han creado defectos que mejoran la interacción del electrolito con el catalizador. En cambio, en los catalizadores de PtRu, los que han presentado la actividad más elevada son los soportados sobre nanofibras de carbono y Vulcan XC 72R porque son los que se envenenan más lentamente por la formación de especies intermedias de reacción.<br /

Convective Vortices and Dust Devils Detected and Characterized by Mars 2020

We characterize vortex and dust devils (DDs) at Jezero from pressure and winds obtained with the Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) instrument on Mars 2020 over 415 Martian days (sols) (Ls = 6°–213°). Vortices are abundant (4.9 per sol with pressure drops >0.5 Pa correcting from gaps in coverage) and they peak at noon. At least one in every five vortices carries dust, and 75% of all vortices with Δp > 2.0 Pa are dusty. Seasonal variability was small but DDs were abundant during a dust storm (Ls = 152°–156°). Vortices are more frequent and intense over terrains with lower thermal inertia favoring high daytime surface-to-air temperature gradients. We fit measurements of winds and pressure during DD encounters to models of vortices. We obtain vortex diameters that range from 5 to 135 m with a mean of 20 m, and from the frequency of close encounters we estimate a DD activity of 2.0–3.0 DDs km−2 sol−1. A comparison of MEDA observations with a Large Eddy Simulation of Jezero at Ls = 45° produces a similar result. Three 100-m size DDs passed within 30 m of the rover from what we estimate that the activity of DDs with diameters >100 m is 0.1 DDs km−2sol−1, implying that dust lifting is dominated by the largest vortices in Jezero. At least one vortex had a central pressure drop of 9.0 Pa and internal winds of 25 ms−1. The MEDA wind sensors were partially damaged during two DD encounters whose characteristics we elaborate in detail.The authors are very grateful to the entire Mars 2020 science operations team. The authors would also like to thank Lori Fenton and an anonymous reviewer for many suggestions that greatly improved the manuscript. This work was supported by Grant PID2019-109467GB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ and by Grupos Gobierno Vasco IT1742-22 and by the Spanish National Research, Development and Innovation Program, through the Grants RTI2018-099825-B-C31, ESP2016-80320-C2-1-R, and ESP2014-54256-C4-3-R. Baptiste Chide is supported by the Director's Postdoctoral Fellowship from the Los Alamos National Laboratory. M. Lemmon is supported by contract 15-712 from Arizona State University and 1607215 from Caltech-JPL. R. Lorenz was supported by JPL contract 1655893. Germán Martínez acknowledges JPL funding from USRA Contract Number 1638782. A. Munguira was supported by Grant PRE2020-092562 funded by MCIN/AEI and by “ESF Investing in your future.” A. Vicente-Retortillo is supported by the Spanish State Research Agency (AEI) Project No. MDM-2017-0737 Unidad de Excelencia “María de Maeztu”-Centro de Astrobiología (INTA-CSIC), and by the Comunidad de Madrid Project S2018/NMT-4291 (TEC2SPACE-CM). Part of the research was carried out at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under a contract with the National Aeronautics and Space Administration (80NM0018D0004). Finnish researchers acknowledge the Academy of Finland Grant 328 310529. Researchers based in France acknowledge support from the CNES for their work on Perseverance

Gamificación en Iberoamérica. Experiencias desde la comunicación y la educación

La presente obra capitular es el resultado de las investigaciones sobre las aplicaciones de la gamificación en contextos múltiples, emergentes provenientes de las comunicaciones presentadas en el Simposio 06 del III Congreso Internacional Comunicación y Pensamiento (Sevilla, España), así como de aquellas presentadas por los miembros del Gamelab UPS, del Proyecto I+D+i Coordinado “Competencias mediáticas de la ciudadanía en medios digitales emergentes (smartphones y tablets): Prácticas innovadoras y estrategias educomunicativas en contextos múltiples” (EDU2015-64015-C3-1-R) (MINECO/FEDER), de la “Red de Educación Mediática” del Programa Estatal de Investigación Científica-Técnica de Excelencia, Subprograma Estatal de Generación de Conocimiento (EDU2016-81772-REDT), financiados por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y Ministerio de Economía y Competitividad de España. En este sentido se busca construir, desde una mirada dual desde Europa y América Latina el primer libro iberoamericano de gamificación, avalado por el Gamelab de la Universidad Politécnica Salesiana (Ecuador), el Proyecto I+D+i EDU2015-64015-C3-1-R, la Red Interuniversitaria Euroamericana de Investigación sobre Competencias Mediáticas para la Ciudadanía (Alfamed), el Laboratorio de Estudios en Comunicación (Ladecom) y el Grupo de Investigación Ágora (PAI-HUM-648) de la Universidad de Huelva (España) y el Grupo de Investigación Estructura, Historia y Contenidos de la Comunicación GREHCCO

With flowers to La Atkins

Photobook, Flowers, Gardens, Vegetables, Plants, World Photobook Day, International Photobook Day, 2021Anna Atkins nos regaló un fotolibro de algas, maravillosamente azules, que son como flores del mundo subacuático. Este año, para celebrar el Día Internacional del Fotolibro 2021, os proponemos hacer un fotolibro colectivo que será como un ramo de flores para Anna. Se trata de hacer fotos a flores, hierbas, plantas, hierbajos, suculentas, cactus... Las fotos nos van a permitir poner en el ramo lo que más nos guste sin preocuparnos de los problemas que nos daría una pieza floral fresca. Podéis sacar la foto a una flor o planta viva, vuestra o de un jardín público o del campo Podéis fotografiar algo de un herbario o una flor prensada que guardabais dentro de un libro Podéis fotografiar una foto de una flor Podéis sacarle una foto a una flor de plástico Podéis fotografiar un dibujo o una pintura (con motivos florales o vegetales, claro) Podéis fotografiar una planta carnívora (en ayunas o haciendo la digestión) Podéis fotografiar flores del mal o del "buenri" Siempre que sea vegetal y/o floral entrará en este libro ramo para Anna. ¡Queremos tanto a Anna! Vamos a mandarle flores como para una boda, como para un fiestón, como para una diva de la ópera que no conoce las alergias y le cabe de todo en el camerino, como para la primavera que está comenzando en el Cono Sur. Organizan: Biblioteca de la Facultad de Bellas Artes de la UCM Photobook Club MadridFac. de Bellas Artesunpu

Aprendizajes y prácticas educativas en las actuales condiciones de época: COVID-19

“Esta obra colectiva es el resultado de una convocatoria a docentes, investigadores y profesionales del campo pedagógico a visibilizar procesos investigativos y prácticas educativas situadas en el marco de COVI-19. La misma se inscribe en el trabajo llevado a cabo por el equipo de Investigación responsable del Proyecto “Sentidos y significados acerca de aprender en las actuales condiciones de época: un estudio con docentes y estudiantes de la educación secundarias en la ciudad de Córdoba” de la Facultad de Filosofía y Humanidades. Universidad Nacional de Córdoba. El momento excepcional que estamos atravesando, pero que también nos atraviesa, ha modificado la percepción temporal a punto tal que habitamos un tiempo acelerado y angustiante que nos exige la producción de conocimiento provisorio. La presente publicación surge como un espacio para detenernos a documentar lo que nos acontece y, a su vez, como oportunidad para atesorar y resguardar las experiencias educativas que hemos construido, inventado y reinventando en este contexto. En ella encontrarán pluralidad de voces acerca de enseñar y aprender durante la pandemia. Este texto es una pausa para reflexionar sobre el hacer y las prácticas educativas por venir”.Fil: Beltramino, Lucia (comp.). Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Filosofía y Humanidades. Escuela de Archivología; Argentina