Examinando por Materia "Hidrógeno"

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    Desarrollo de un catalizador basado en el mineral arena negra para la generación fotocatalítica de hidrógeno.
    (Universidad del Valle, 2016) López Vásquez, Andres Felipe; Machuca Martinez, Fiderman
    Se desarrolló un material basado en el mineral arena negra que fue utilizado como semiconductor en la generación fotocatalítica de hidrógeno a partir de soluciones de EDTA utilizadas como agente de sacrificio. Para tal fin, se obtuvieron a partir del material crudo (RM) los concentrados magnético 1 (M1) y magnético 2 (M2) mediante aplicaciones campos de intensidades de 0.0311 T y 0.1645 T, respectivamente. La fracción que no respondió a los campos anteriormente mencionados fue denominada no magnética (NM). Con el fin de evaluar el efecto de la presencia de compuestos aislantes tales como óxidos de silicio, aluminio y manganeso en los materiales, se sometieron los concentrados magnéticos, la fracción no magnética y el material crudo (arena negra) a digestiones alcalinas con el fin de modificar su composición. Con la fracción magnética que presentó la mayor actividad para la generación de hidrógeno (M1) se prepararon nanoestructuras (NS) y microesferas (MS). Tanto para los fracciones obtenidas a partir del mineral arena negra (RM, M1, M2, NM) como para las estructuras desarrolladas a partir del concentrado magnético (NS, MS), se realizaron caracterizaciones de las propiedades físicas, químicas y ópticas utilizando diferentes técnicas analíticas (XRF, XRD, SEM/EDX, potencial Zeta, TGA, UV-Vis y FT-IR) y se evaluaron las actividades fotocatalíticas mediante la generación fotocatalítica de hidrógeno bajo irradiación UV¿ Vis utilizando EDTA como agente donador de electrones.
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    Diseño básico de un sistema para el aprovechamiento del hidrógeno en la cocción de alimentos a nivel residencial
    (Universidad del Valle, 2024) Bedoya Andrade, José Daniel; garcia melo, jose isidro
    Los gobiernos han realizado ingentes esfuerzos en mitigar las causas y efectos del cambio climático, entre los cuales se incluye la implementación de políticas nacionales para reducir la contaminación asociada a la explotación y quema de hidrocarburos. Como resultado, se incentiva el uso de fuentes de energías alternativas, como lo es el hidrógeno, que destaca por su alto poder energético y bajas emisiones de gases de efecto invernadero. Aunque el uso del hidrógeno se ve mayormente orientado al transporte, la aplicación en la cocción de alimentos es una iniciativa novedosa e incipiente, diversificando así el uso de este recurso energético. En este contexto, a partir de literatura que sugiere la viabilidad energética en esta aplicación, se propuso una infraestructura básica para la producción y combustión de hidrógeno en una estufa residencial. Para este desarrollo tecnológico fueron caracterizados los parámetros de funcionamiento equivalentes a los de una estufa de gas tradicional, evaluando su capacidad para cubrir las necesidades promedio de cocción en un hogar. Con el objetivo de evaluar la solución propuesta, fue construido un prototipo funcional; como resultado, fue evidenciada la viabilidad técnica del sistema propuesto. No obstante, un análisis de costos expuso una dificultad en la adopción masiva de esta aplicación, subrayando la necesidad de apoyo gubernamental para la generalización de la tecnología asociada a la producción y operación de esta solución alternativa para la cocción de alimentos.
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    Efecto en la proporción de Cu, Fe y Co en aleaciones alta entropía de NiMnCuCoFe para la generación electroquímica de hidrógeno
    (Universidad del Valle, 2025) Juan Manuel Sterling Montealegre; Palma Goyes, Ricardo Enrique
    Los desafíos contemporáneos en materia energética se orientan hacia la descarbonización a escala global. En este escenario, el hidrógeno se ha consolidado como un vector energético estratégico debido a su carácter libre de emisiones contaminantes y acoplarse a diversas fuentes de energía renovables. La generación de hidrógeno mediante rutas electroquímicas se reconoce como una de las alternativas más sostenibles, caracterizada por una menor huella de carbono comparado con procesos termoquímicos convencionales, pero su escalabilidad se ve limitada debido a su alto costo y poca disponibilidad asociado al uso de metales nobles como el Pt, Ir y Ru. Los cátodos basados en aleaciones de alta entropía (HEA) han surgido como alternativas viables debido al uso de metales de transición como componentes principales. Entre los diferentes métodos de síntesis para estos electrocatalizadores, la electrodeposición mediante corriente pulsada se muestra como un procedimiento prometedor debido a su simplicidad y bajo costo. En este estudió se realizaron electrodeposiciones de NiMnCuCoFe por corriente pulsada utilizando un diseño Box Behnken para optimizar la proporción de Cu, Co y Fe en la solución de electrodeposición entre 0.01, 0.02, y 0.03 mol L-1. Las electrodeposiciones de alta entropía demostraron ser más eficientes frente a la reacción de evolución de hidrógeno HER que sus homólogas de media y baja entropía. El diseño de experimentos Box Behnken usado demostró la sinergia entre Cu y Fe y entre Fe y Co para su electrodeposición conjunta. La adición de Cu aumentó la conductividad eléctrica del material pero no necesariamente la reactividad frente a la reacción de interés. Mientras que la presencia de Co aumentó la cantidad de sitios activos para la HER, aumentando su actividad catalítica. La densidad de corriente aplicada durante la síntesis se identificó como un parámetro determinante, evidenciándose que el empleo de corrientes de -100 mA favorece un mayor control sobre la homogeneidad de la deposición, y a la vez potencia las propiedades catalíticas del material obtenido. Los análisis de DRX evidenciaron la formación efectiva de aleaciones de alta entropía, aunque con presencia de ciertas segregaciones. Se identificaron fases cristalinas mixtas de tipo FCC y BCC, con tamaños de cristalito promedio de 35 nm para los electrodos E5, E11 y E15, y 75.27 nm para el electrodo E8, lo que sugiere la coexistencia de dominios metálicos y la posible formación de óxidos superficiales, principalmente asociados a especies de Fe y Mn en el electrodo. Todos los electrodos mostraron Rct bajas (E5=13.85 Ω, E8=12.15 Ω, E11=4.64 Ω, E15=12.88 Ω), lo que demuestra que un recubrimiento HEA disminuye la resistencia frente a la HER. Análisis DEMS mostraron que los electrodos sintetizados a -200 mA presentan mayor corriente iónica (4.6x10-12 A para E11 y 1.2x10-11 A para E15), sobre los electrodos sintetizados a -100 mA (E5 = 6.5x10-12A, E8 = 9.0x10-12A). Las pruebas GC demostraron el aumento en la producción de hidrógeno para los electrodos sintetizados a -100 mA. El método de síntesis propuesto demostró ser efectivo para la generación de aleaciones de alta entropía con buenas propiedades catalíticas frente a la generación electroquímica de hidrógeno. Esto abre nuevas oportunidades para la escalabilidad de materiales de bajo costo para la obtención de hidrógeno con emisiones bajas o nulas de carbono.
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    Estudio sobre producción de H2 con hidroelectricidad para una economía de hidrógeno en Colombia.
    (2011-10-13) Alonso, Julio A.; Babativa, Jhon H.; Carvajal Osorio, Hernán
    Se presentan resultados de un estudio técnico-económico y ambiental sobre la producción de hidrógeno (H2) como vector energético, para una futura economía de hidrógeno en Colombia en aprovechamiento de abundantes recursos hidroeléctricos. Se calculó la producción y transporte de cierta cantidad de H2 (178 kg/h), para alimentar una ciudadela de 15,800 habitantes que utilizaría celdas de combustible para abastecerse parcialmente de electricidad y calor. Se tomó la central de Amoyá, Chaparral, Tolima, como prototipo para la producción de H2 por electrólisis. Se seleccionaron cinco celdas electrolizadoras, con consumo de 53.4 kWh/kg H2. Para el suministro de la energía del H2 se compararon dos opciones de transporte: por gasoducto de 313 km o por transmisión de electricidad por la red nacional para producir H2 cerca al usuario. Resultó más favorable la transmisión eléctrica, pero más costosa si la electricidad supera los $67/kWh. Como demostración, se instalaría dentro de la central un electrolizador acoplado a una celda de combustible para abastecer electricidad a los sistemas auxiliares de la planta. Este estudio no comprendió aplicaciones ni aspectos de seguridad del H2 .
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    Formación de H2 en el medio interestelar por medio de la asociación radiactiva cuadripolar: el papel de las resonancias de orbita.
    (Universidad de Valle, 2019) Pérez, Kevin David; Arce Clavijo, Julio César; López Sotelo, José Guillermo
    Proponemos una revaloración de la asociación radiativa y la disociación para la formación, destrucción y detección del hidrógeno molecular en el universo temprano y en las nubes moleculares muy frías, tomando en cuenta el papel de las resonancias de forma ( órbita). Para ello, proveemos datos de alta exactitud que se necesitan para el modelamiento de este mecanismo, esto es, las energías y tiempos de vida de todas las resonancias de órbita hasta J = 30 en el estado electrónico basal (X1¿ + g), y las energías y elementos de matriz cuadripolares para todas las transiciones rovibraciones asociadas resonancia-resonancia y resonancia-ligado.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Mejoramiento de las condiciones de operación de un fotoelectroreactor para producir hidrógeno por fotoelectrólisis de agua
    (Universidad del Valle, 2012) Rendón Rojas, Germán Andrés; Restrepo Montes, Haianny; Camargo Amado, Rubén Jesús
    Se realizaron pruebas experimentales de electrólisis de agua utilizando un fotoelectroreactor a escala laboratorio con el fin de obtener hidrógeno. El desempeño del proceso de fotoelectrólisis de agua se vio afectado por la fuente de luz utilizada para realizar los ensayos, y el sustrato sobre el cual se generó la reacción. Como fotoánodo se utilizó una película delgada de dióxido de titanio sintetizada por el método Dip Coating, utilizando como aglutinante Nafion, preparando sustratos a diferentes concentraciones (2%, 3%, 4% y 6%) de TiO2; depositado sobre una malla de acero inoxidable AISI SAE 304. Como fuente de fotones se utilizaron lámparas de UV y Xe. Para determinar el mejor sustrato y la mejor fuente de radiación, se realizaron mediciones de diferencia de potencial sin fuente externa de electrones. De estas mediciones se escogió el sustrato al 4% de TiO2 expuesto a la fuente de radiación ultravioleta debido a que mostró una diferencia de potencial de 190 mV, siendo esta la más alta. Sin embargo, este potencial no logra sobrepasar el mínimo requerido para realizar la electrólisis del agua. Se realizaron mediciones cronoamperométricas al fotoánodo seleccionado, aplicando un potencial fijo en presencia y ausencia de radiación UV. Los resultados mostraron sensibilidad del fotoánodo a la radiación. Posteriormente se realizó una estimación teórica de la cantidad de hidrógeno que se podría generar con la intensidad de corriente obtenida, suponiendo que tuviese el potencial requerido para realizar la electrólisis del agua. Se evidenció una inviabilidad operativa del equipo ya que requerirían de mínimo 20 días para la obtención de 1g de hidrógeno al ser operado como una monocelda.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Principales Rutas en la Producción de Hidrógeno.
    (Universidad del Valle, 2021-05-18) Brijaldo, Maria H.; Castillo, Cristian; Pérez, Gerónimo
    Las características físicas y químicas del hidrógeno lo han convertido en un vector energético prometedor con grandes aplicaciones en celdas de combustibles, así como materia prima para la participación en diversos procesos químicos a nivel de industrial. Una de las fuentes renovables de energía utilizada para la obtención de hidrógeno es la biomasa. Se han empleado varias moléculas modelo de biomasa para la generación de hidrógeno, las cuales incluyen principalmente alcoholes, carbohidratos, ácidos carboxílicos, alcanos entre otras. Estas moléculas son transformadas mediante rutas termoquímicas, bioquímicas, fotoquímicas, electroquímicas, catalíticas, etc., con el objetivo de alcanzar el mayor rendimiento a hidrógeno. En cada una de ellas, numerosas condiciones de reacción son utilizadas, sustratos y catalizadores son empleados. En esta revisión se abordarán algunos de los tópicos anteriormente mencionados y se vislumbraran algunas prospectivas y futuras investigaciones que pueden llevarse a acabo en el campo de la generación de hidrógeno.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Síntesis de catalizadores a base de níquel para la hidrogenación de dibenciltolueno y benciltolueno
    (Universidad del Valle, 2025-10-16) Botero Villegas, Laura María; Marín Mercado, Lorena; Rodríguez González, Luis Alfredo; GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN SÍNTESIS ORGANOMETÁLICA Y CATÁLISIS (GISIOMCA); GRUPO DE PELICULAS DELGADAS
    La creciente demanda energética y la crisis ambiental asociada a los combustibles fósiles han impulsado el desarrollo de tecnologías sostenibles, entre las cuales el hidrógeno destaca como vector energético por su alta densidad y cero emisiones contaminantes. Sin embargo, su producción, almacenamiento y transporte aún presentan desafíos. Este trabajo se centra en el almacenamiento químico mediante Líquidos Orgánicos Portadores de Hidrógeno (LOHC), que ofrecen seguridad, reversibilidad y compatibilidad con la infraestructura existente y en particular en el papel de los catalizadores en la hidrogenación de BT y DBT. Se desarrollaron tres catalizadores de níquel soportados en zeolita mediante impregnación química con cargas metálicas de 5, 10 y 15 % (ZEO5Ni, ZEO10Ni y ZEO15Ni), evaluando su influencia sobre la actividad y estabilidad catalítica. Las reacciones se realizaron en un reactor Parr bajo condiciones controladas y los productos se analizaron mediante GC-MS para identificar y cuantificar las moléculas hidrogenadas. La caracterización estructural y superficial incluyó XPS, SEM y TEM, permitiendo correlacionar los estados de oxidación del níquel y la dispersión y morfología de las partículas con el desempeño catalítico. Los resultados mostraron que la carga de níquel afecta directamente la accesibilidad de los sitios activos y la eficiencia de hidrogenación. ZEO10Ni presentó el mejor desempeño, equilibrando dispersión metálica y actividad, mientras que ZEO5Ni mostró baja actividad y ZEO15Ni evidenció aglomeración y bloqueo parcial de poros. Estos hallazgos confirman la viabilidad de catalizadores Ni/zeolita con bajas cargas metálicas como alternativa competitiva en tecnologías LOHC y contribuyen al desarrollo de soluciones sostenibles para el almacenamiento de hidrógeno.