Revista Tecnología y Ciencia (E-Journal)
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Electrodos de Hidruro Metálico con Diferentes Tamaños de Partículas
Get PDFThe behavior of the negative electrode in rechargeable alkaline Ni/MH batteries, depends on factors such as hydrogen storage capacity, kinetics processes occurring at the interface metal/ electrolyte and transport of hydrogen within the bulk of the metal alloy. The particle size of the alloy is a parameter to consider during the design of these, as they affect system performance. The aim of this work was to study how the alloys particle size affects the electrochemical performance of the electrode. The electrode were prepared using different particle size and were characterized using basic electrochemical techniques (cyclic voltammetry, charge/discharge cycling, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and optical techniques (scanning electron microscopy (SEM)) allowed to determine kinetic parameters of the hydriding–deshidruration reaction, transport of H in the alloys and structural parameters electrode.El comportamiento electroquímico de los electrodos negativos en baterías alcalinas recargables de Ni - MH depende de factores como su capacidad de almacenamiento de hidrógeno, la cinética de los procesos que ocurren en la interfase metal / electrolito y el transporte de hidrógeno en el seno de la aleación metálica. El tamaño de partícula de la aleación es un parámetro a tener en cuenta durante el diseño de estos, ya que influye en el desempeño del sistema. El propósito de este trabajo fue estudiar cómo afecta al desempeño electroquímico la variable tamaño de partículas de aleación, utilizando para la caracterización distintos rangos de tamaño y empleando técnicas de base electroquímica (voltamperometrías cíclicas, ciclado de carga descarga, espectroscopía de impedancia (EIE)), y ópticas (microscopía electrónica de barrido (MEB)), que permitieron determinar parámetros cinéticos de la reacción de hidruración-deshidruración, de transporte de H en la aleación y parámetros estructurales del electrodo
Optimización de la Captura de Luz en Celdas Solares Orgánicas Mediante Microrugosidades Superficiales
Get PDFSolid state organic solar cells are currently attracting much attention in the pursuit of low cost photovoltaics. However their efficiencies are still below 10%, which is much lower than the theoretical limit. One of the main loss factors is the low light absorption due to the lack of a proper optic design. In this work, we propose a means to optimize light trapping in multilayer organic solar cells using the finite elements method. The analyzed optic design is based on a surface micropatterning, whose V-shape features maximize light absorption. The simulations confirm the improvement upon implementing the optic design and allow the optimization of such V-shape micropatteringLas celdas solares orgánicas de estado sólido se han convertido en una alternativa muy atractiva para dispositivos fotovoltaicos de bajo costo y fácil procesamiento. Sin embargo sus rendimientos se encuentran aún por debajo del 10%, mientras que el rendimiento máximo teórico para estos materiales es alrededor del 30%. Una de las causantes de esta pobre eficiencia es la baja absorción de la radiación solar dada por la falta de un diseño óptico que permita optimizar la captura de luz. Mediante simulaciones con el método de elementos finitos proponemos un diseño óptico basado en microrrugosidades superficiales que mejoran la captura de luz en celdas de múltiples capas. Los resultados confirman la mejora en el desempeño de las celdas y permiten optimizar el diseño de las microrrugosidades de manera de maximizar la absorción de radiació
Oxidación de Hidrógeno sobre Electrodos de Oro
Get PDFThe Hydrogen oxidation on gold electrodes in sulphuric acid solution is studied. The reaction is irreversible, since atomic H, which appears as reaction intermediate, diffuses inside of the metal. The reactive is introduced in two ways: by electrolysis at a cathodic potential during different times and saturating the solution with the gaseous reactive. During the electrolysis the different crystalline planes reconstruct and the reaction kinetics is not the same on the reconstructed plane than on the unreconstructed one. The catalytic influence of the incipient hydrous gold oxide is shown. The presence of sulfate ions leads to a characteristic profile at the double layer charge potential region, in which faradic currents can be distinguished from those capacitive contributions. During the metal treatment a surface compound is formed. An attempt has been done to characterize it by FTIRSe estudia la oxidación de Hidrógeno sobre electrodos de oro, en una solución de ácido sulfúrico. La reacción es irreversible pues el H atómico, que aparece como intermediario de la reacción, difunde hacia el interior del metal. El reactivo se introduce de dos maneras distintas: mediante electrólisis a un potencial catódico durante tiempos diferentes y saturando la solución con el reactivo gaseoso. Durante la electrólisis los distintos planos cristalinos se reconstruyen y este hecho tiene influencia sobre la cinética de la reacción. Se muestra la influencia catalítica del óxido incipiente hidratado sobre la velocidad de la reacción. La presencia de iones sulfato conduce a un perfil voltamperométrico característico en la región de carga de doble capa. En ésta también se encuentran contribuciones farádicas que pueden distinguirse de aquéllas capacitivas. Durante el tratamiento del metal, se forma un compuesto superficial y se realiza un intento de caracterizarlo mediante FTI
Comportamiento Electroquímico de Electrodos de Hidróxido de Níquel con Cobalto Metálico
Get PDFIn this paper, the study of nickel hydroxide porous electrodes containing different concentrations of cobalt as additive (2-10%), polytetrafluoroethylene (PTFE) as binder material and prepared by chemical impregnation on nickel sintered substrate, are presented. The characterization of the different electrodes is performed using optical techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDAX) and electrochemical techniques as cyclic voltammetry, charge-discharge curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicate that the concentration of 5% metallic Co improves the electrochemical behavior of the active materialEn este trabajo se presentan los estudios realizados con diferentes electrodos porosos de hidróxido de níquel conteniendo distintas concentraciones de cobalto como aditivo (2-10%), politetrafluoretileno (PTFE) como material aglomerante, y preparados por impregnación química sobre un sustrato de esponja de níquel. La caracterización de los distintos electrodos se efectúa empleando técnicas ópticas, como microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de rayos X dispersiva en energía (EDAX) y técnicas electroquímicas, como voltamperometría cíclica, curvas de caga-descarga y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE). El conjunto de los resultados indica que la concentración de 5 % de Co metálico mejora el comportamiento electroquímico del material activo
Efecto Electroquímico de Nanoesferas de Carbono en Aleación AB_5
Get PDFIn this work, we studied hydride forming alloys as negative electrode of Nickel – Metal Hydride (NiMH) batteries. The addition of carbon nanospheres (NEC) to the hydride forming alloy, by means of high energy mechanical milling technique, was investigated. The tested alloy is an AB5 one, elaborated by melting in an induction electric furnace. The carbon nanospheres were synthesized by two steps polymerization of furfuryl alcohol, drying and carbonization, and then doped with different contents of Nickel (0-20 %). Electrochemical activation, cyclic stability, rate capability and electrochemical impedance spectroscopy were studied. The results show that the adding of NEC improve the electrochemical performance with respect to the alloy. The electrodes with no doped NEC and 20 % Ni doped NEC are those that present better electrochemical performance in discharge capacity, rate capability and impedance.En este trabajo se estudiaron aleaciones formadoras de hidruros que se utilizan como electrodo negativo en baterías recargables tipo Níquel-Hidruro Metálico. Se investigó el efecto de la adición de nanoesferas de carbono (NEC) a la aleación formadora de hidruro, mediante la técnica de molienda mecánica de alta energía. La aleación ensayada es del tipo AB5 y fue elaborada por fusión en un horno eléctrico de inducción. Las NEC fueron sintetizadas por polimerización en dos etapas de alcohol furfurílico, secado y carbonización, y posteriormente fueron dopadas con diferentes proporciones de Ni (0-20 %). Se estudió activación electroquímica y estabilidad cíclica, “rate capability” y espectroscopía de impedancia electroquímica. Los resultados muestran que el agregado de NEC mejora el desempeño electroquímico con respecto a la aleación sola. Los electrodos con agregado de NEC sin dopar y dopadas con 20 % de Ni son los que mejor desempeño electroquímico presentan en capacidad de descarga, “rate capability” e impedanci
Presente y Futuro de la Tecnología de Baterías de Ión Litio: El proyecto de Investigación y Desarrollo de Prototipos para Automóviles Eléctricos en UNLP
Get PDFThe project objective is the development of a prototype lithium ion battery for electric vehicles with the following stages of research: the development of materials for high-performance electrode advanced electrochemical energy storage; the design of a prototype ion battery lithium, and the development of dynamic models that adequately describe the performance of lithium ion rechargeable batteries. A “Battery Control System” BMS (Battery Management System) to monitor the operating status and SoC (State of Charge) batteries in operation will be developed. The project enables the generation of knowledge from basic and applied research, the training of highly specialized human resources and the country’s position in a place of advanced strategic developments in the area of electrochemical energy storageEl objetivo del proyecto es el desarrollo de un prototipo de batería de ion litio para vehículos eléctricos con las siguientes etapas de investigación: Desarrollo de materiales para electrodos de alto rendimiento para tecnologías avanzadas de almacenamiento electroquímico de energía; diseño de un prototipo de batería de ion litio; y la elaboración de modelos dinámicos que describan adecuadamente el funcionamiento de baterías recargables de ion litio. Se desarrolla-rá un “Sistema de Control de Baterías” BMS (Battery Management System), a fin de controlar el estado de funciona-miento y el SoC (State of Charge) de baterías en operación. El proyecto posibilita la generación de conocimiento a partir de investigaciones básicas y aplicadas, la formación de recursos humanos altamente especializados y el posicionamiento del país en un lugar de avanzada en desarrollos estratégicos en el área de almacenamiento electroquímico de energí
Estudio y Resultados Experimentales de la Eficiencia en la Producción de Energía Eléctrica con una Celda de Combustible PEM
Get PDFInstallation and starting up of the fuel cell Ballard trade mark that uses pure hydrogen as fuel and air as oxidant is detailed in this paper, also the performance of the entire system is studied.The installed system consists of the fuel cell itself, a DC/DC converter, a battery, a DC/AC inverter and the load. The behaviors of the system on an experimental basis and for different states of load also are analyzed in the present work.The paper details the technical aspects of maintenance and security arrangements in its installation in the laboratory. The findings are used to make comparisons of the efficiency, maintenance and safety of these devices in providing backup power or disabling access to the grid, taking into account that in the future will get hydrogen in an accessible wayEn este trabajo se detalla la instalación y puesta en marcha de una celda comercial marca Ballard que utiliza hidrógeno puro como combustible y aire como oxidante, y se estudia el rendimiento global del sistema.El sistema instalado consta de la celda, un convertidor CC/CC, una batería, un inversor de CC/CA y la carga. Se analiza el comportamiento del sistema en forma experimental y para distintos estados de carga.En el trabajo también se detallan los aspectos técnicos, de mantenimiento y de seguridad adoptados en la instalación del sistema en el Laboratorio. Las conclusiones sobre la eficiencia, el mantenimiento, y la seguridad, sirven para establecer comparaciones de funcionalidad de este tipo de dispositivo en la provisión de energía eléctrica de respaldo a la red comercial, o cuando no es posible acceder a esta, teniendo en cuenta que en el futuro se pueda obtener hidrógeno de manera accesibl
Estudio del Desprendimiento de Oxígeno en Electrodos de Hidróxidos de Níquel en Celdas Prototipos Ni-MHx
Get PDFIn these paper describes the electrochemical properties of a prototype similar to that of a commercial battery Ni-MH. The presence of cobalt in alpha and beta phases of active material nickel hydroxide as a positive electrode improves efficiency of reducing the pressure load generated by the oxygen evolution. The presence of a different kind defects in the structure of the active material as evidenced by distortions and asymmetry of the reflections in XRD and the morphology of the aggregates influence both the potential for oxygen evolution as on its electrochemical characteristics.Se describen las propiedades electroquímicas de un prototipo similar a la de una batería comercial de Ni-MH. La presencia de cobalto dentro de fases alfa y beta de material activo de hidróxido de níquel como electrodo positivo mejora la eficiencia de la carga disminuyendo la sobrepresión generada por el desprendimiento de oxígeno. La presencia de distinto tipo de defectos en la estructura del material activo evidenciados por las distorsiones y asimetría de las reflexiones en los difractogramas, así como la morfología, los agregados influencian tanto en el potencial de desprendimiento de oxígeno como en sus características electroquímica
Influencia del Potencial Aplicado en las Características de Nanopartículas de Pt Electrodepositadas sobre Sustrato Conductores
Get PDFStudies about the influence of applied potential on the development of facetted Pt nanocrystallites for the oxygen electroreduction reaction on hydrogen/oxygen PEM fuel cell are presented. High surface area facetted Pt nanoparticles on carbon substrates are obtained by applying a square wave potential pulse of high frequency in aqueous chloroplatinic acid at 25°C. The effect of the lower potential limit of the electrical signal on both the size and crystallograhic orientation of the nanoparticles are evaluated. The net amount of electrodeposited Pt is determined by using a spectrophotometric technique at 402 nm. The characterisation studies of metal electrodeposits revealed the presence of highly facetted Pt nanoparticles having a predominant (111) preferential crystal orientation. The amount of electrodeposited Pt at constant charge decreases with the shift of the lower potential limit of the electrical signal towards more negative potentials due to the increasing contribution for the hydrogen evolution reaction in the global processSe estudia la influencia del potencial aplicado en el desarrollo de nanocristalitas de Pt facetadas para la reacción de electroreducción de oxígeno en celdas de combustible de hidrógeno/oxígeno con tecnología de membrana de intercambio de protones. Las nanopartículas de Pt se electrodepositaron sobre sustratos conductores mediante ondas cuadradas de potencial repetitivas a altas frecuencias en ácido cloroplatínico a 25ºC. Se evaluó el efecto de la variación del límite inferior de la onda cuadrada de potencial aplicada sobre el tamaño y la orientación cristalográfica de las nanopartículas. Se determinó la cantidad neta de platino electrodepositado mediante un método espectrofotométrico a 402 nm. Los estudios de caracterización revelaron que las nanocristalitas de Pt exhiben la orientación cristalográfica preferencial (111). La cantidad de Pt electrodepositado disminuye con el desplazamiento del límite catódico de la onda cuadrada hacia potenciales más negativos, debido a la contribución creciente de la reacción de desprendimiento de hidrógeno en el proceso global
Ponderación de los Impactos Ambientales Generados por la Instalación de un Parque Eólico
Get PDFIn recent years, wind energy has experienced strong growth has been reflected in the increase of wind farms installed in different parts of the world.Despite the benefits associated with energy generation from wind is necessary to study and analyze the potential environmental impacts, product installation and operation thereof.This paper aims to identify and assess the potential environmental impacts created by the installation of a wind farm in the town of Necochea, Buenos Aires. Methodology was applied environmental impact assessment, which identified the elements of the environment likely to be impacted in both the construction and operation stage and weighted impacts in qualitative and quantitative.As a result of the application of the methodology is able to detect and weigh a total of 99 impacts. Eighty-three are negative impacts, of which 46 of them are of a low negative, 20 negative average of 16 high and 1 negative critical. Most are generated in the construction phase mainly affecting the physical and natural subsystem. Regarding the positive impacts were identified and weighed 16, 10 of which are of a low positive, medium positive 2 and 4 high positive, there were no positive impacts on this critical case.All the positive impacts will occur in the socioeconomic subsystem and a majority in the operational phase of the parkEn los últimos años la energía eólica ha experimentado un fuerte crecimiento que se ha visto reflejado en el incremento de parques eólicos instalados en diferentes lugares del mundo. No obstante los beneficios asociados a la generación de energía a partir del viento, es necesario el estudio y análisis de los impactos ambientales potenciales, producto de la instalación y operación de los mismos.El presente trabajo tiene por objetivo identificar y ponderar los potenciales impactos ambientales generados por la instalación de un parque eólico en la localidad de Necochea, provincia de Buenos Aires. Se aplicó una metodología deevaluación de impacto ambiental que permitió identificar los elementos del ambiente susceptibles de ser impactados tanto en la etapa construcción como de funcionamiento y se ponderaron los impactos en términos cualitativos y cuantitativos. Como resultado de la aplicación de la metodología se pudieron detectar y ponderar 99 impactos en total. Ochenta y tres son impactos negativos, de los cuales 46 de ellos son de carácter negativo bajo, 20 negativo medio, 16 negativo alto y 1 negativo crítico. La mayoría se generarán en la etapa de construcción afectando principalmente al subsistema físico-natural. En lo que respecta a los impactos positivos se detectaron y ponderaron 16, de los cuales 10 son de carácter positivo bajo, 2 positivo medio y 4 positivo alto. No se detectaron en este caso impactos positivos críticos. Todos los impactos positivos se darán en el subsistema socioeconómico y la mayoría en la etapa de funcionamiento del parque