Síntesis por ultrasonido de nanopartículas de FeS2 asistido con líquido iónico y su evaluación para la producción de hidrógeno

Solano Esquer, Mario Alberto (2018) Síntesis por ultrasonido de nanopartículas de FeS2 asistido con líquido iónico y su evaluación para la producción de hidrógeno. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Se logró sintetizar FeS2 con estructura pirita por medio del método de ultrasonido a una potencia de 78 W en un tiempo de 2 h 45 min y 104 W en un tiempo de 1 h 30 min a condiciones ambientales, con y sin la presencia del líquido iónico BMIMCl como cosolvente. La obtención del material fue corroborada por medio de las técnicas de DRX, Raman y Difracción de Electrones de Área Selecta (SAED), pero se observó que al usar mayor potencia el material es propenso a producir impurezas, hace falta un mejor estudio para corroborar este punto, pero se sugiere utilizar potencias menores a 104 W. Las caracterizaciones de SEM y TEM nos indicaron la formación de partículas grandes con nanoaglomerados, se notó un decremento importante en el tamaño de partícula al utilizar el LI BMIMCl como cosolvente. Se realizó análisis de BET para observar el área específica de los materiales donde se observó que a mayor potencia de ultrasonido el área específica se incrementó debido a que las partículas se fragmentaron quiebran y dejan espacios entre ellas. Se preparó un electrodo de carbón vítreo con el material depositado para pruebas electroquímicas. Por medio de polarización se obtuvieron los sobrepotenciales a una densidad de corriente de -0.8 mA/cm2 del experimento 1 (η=-216 mV); de -1 mA/cm2 para el experimento 2 (η=-327 mV); y el experimento 3 (η=-285 mV), estos valores no son lo suficientemente buenos como para competir con lo reportado en la literatura hasta el momento. Sin embargo, esta área de investigación aun es nueva y con mucho espacio para mejorar. Con Espectroscopía de Impedancia Electroquímica se obtuvieron los diagramas de Nyquist con los cuales se construyeron circuitos equivalentes para los tres experimentos y se calcularon los parámetros de dichos circuitos con una buena aproximación. El impacto científico de este trabajo es una nueva ruta de síntesis de FeS2 fase pirita en ausencia y presencia de LI BMIMCl bajo condiciones ambientales, y una nueva ruta de síntesis de posibles materiales electrocatalíticos para la generación de hidrógeno. El impacto tecnológico es una posible manera de generar hidrógeno, el cual es un candidato importante para la generación de energía. El impacto social es un candidato para una mejor obtención de energía renovable buscando el decremento del uso de hidrocarburos y los precios de la producción y venta de energía.

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