Obtención del compósito Carbón/ZnO/SnO₂ y su evaluación como cátodo en una celda de combustible microbiana.

Rodríguez Olguín, Miguel Ángel (2017) Obtención del compósito Carbón/ZnO/SnO₂ y su evaluación como cátodo en una celda de combustible microbiana. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método del Estudio: En este trabajo se desarrolló un nuevo material para ser utilizado como cátodo en celdas de combustible microbiana y con esto mejorar la eficiencia en la producción de electricidad de las mismas. Para esto se recurrió a la modificación de materiales carbonáceos, los cuales se ha demostrado que poseen excelentes características para ser utilizados como electrodos en celdas de combustible microbiana. En este proyecto se modificó la superficie de nanofibras de carbón utilizando ZnO y SnO2 para así mejorar las propiedades de éstas. Estos materiales decorados fueron obtenidos por la técnica de electrospinning seguido de proceso de calcinado, así como también la técnica de hidrotermal. Las propiedades morfológicas, químicas y estructurales fueron determinadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energías dispersivas de rayos X (EDXS), espectroscopía Raman y difracción de rayos X en polvos (DRX). Las propiedades electroquímicas fueron estudiadas por medio de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), voltametría lineal (LSV) y cíclica (CV) y la taza de reacciones de reducción de oxígeno de los materiales. Contribuciones y Conclusiones: Se logró decorar las nanofibras de carbón con partículas de ZnO y SnO2. Se demostró que la presencia del ZnO y SnO2 sobre las nanofibras de carbón mejoran las propiedades electroquímicas de las nanofibras de carbón. Las nanofibras de carbón modificadas con ambos óxidos permite llevar a cabo mayores tasas de reducción de oxígeno en comparación con las fibras de carbón sin modificar. Se logró armar una celda de combustible microbiana de cátodo de aire utilizando los materiales decorados como cátodos, obteniendo una mayor densidad de corriente (24 mA/m2) y de potencia (9.26 mW/m2) para las nanofibras decoradas con ambos óxidos. En base a estos resultados, las nanofibras de carbón decoradas con partículas de ZnO y SnO2 son materiales que pueden ser utilizados como cátodos en celdas de combustible microbiana

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