Responsable: JAIME JIMENEZ BECERRIL

Objetivos:

Estudiar compuestos para electrocatálisis del agua y celdas de combustible, estudiar aleaciones metálicas para almacenamiento de hidrógeno y el estudio de la degradación fotocatalítica de compuestos orgánicos.

Antecedentes:

Las espectativas en la nueva tecnología del hidrógeno que comprende la producción, el almacenamiento y los usos de este gas en un futuro próximo, hace que en laboratorios de todo el mundo se estén dedicando a la investigación sobre estos temas, para tratar de resolver los problemas que aún se tienen para poder utilizar al hidrógeno como combustible no contaminante. En el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares ININ, también se llevan a cabo investigaciones en esta área. Entre los problemas abordados se encuentra el de encontrar compuestos o materiales que puedan servir como electrodos y a la vez como catalizadores en la producción de hidrógeno especificamente a partir del agua y en su utilización en celdas de combustible, así como para ser utilizados en el almacenamiento de de grandes volumenes de hidrógeno y para la fotodegradación de compuestos tóxicos orgánicos.

Beneficios:

Desarrollar y caracterizar nuevos procesos y materiales para la obtención, generación y almacenamiento de hidrógeno para su uso como combustible principalmente en unidades móviles, así como desarrollar métodos avanzados para la eliminación de contaminantes orgánicos.

Logros Obtenidos:

1. Se logró la obtención de compuestos nano-cristalinos de magnesio, circonio y níquel por aleado mecánico de alta energía y tratamiento térmico a baja temperatura, partiendo de mezcla de polvos puros elementales de Mg, Zr y Ni factibles de ser empleados como catalizadores. 2. Se logró la preparación de electrocatalizadores de platino-hierro, platino-cobalto-hierro y platino níquel-hierro, los cuales se probaron como electrodos en un sistema para la reacción de reducción de oxígeno, obteniéndose los mejores resultados con el compuesto de Pt-Co-Fe. 3. Se logro la determinación de que la mejor foto-respuesta se obtiene con el material modificado por ablación láser en placas con depósitos de óxido de titanio modificado con cobalto, utilizadas como fotoelectrocatalizadores. 4. Se logró la modificación superficial del oxido de titanio comercial (Degussa P25) mediante técnicas sol – gel con óxido de cobalto de valencia mixta (Co3O4). 5. Se logró determinar las condiciones que favorecen la degradación de azul de metileno con TiO2. las cuales son importantes en el diseño de foto-reactores.

Aplicaciones:

1. Las aleaciones nano-cristalinas desarrolladas pueden emplearse en el almacenamiento de hidrógeno para su posterior uso en celdas de combustible para generar energía eléctrica para unidades móviles (autos, camiones y en general vehiculos eléctricos). 2. Los electrocatalizadores y fotoelectrocatalizadores se encuentran en investigación para poder utilizarse en como electrodos en el desarrollo de celdas de combustible. 3. Los parámetros cinéticos encontrados en laboratorio de degradación se emplearán en diseño de foto-reactores.

Vinculación:

1. Con el Instituto Mexicano del Petróleo IMP, con el Dr. C. Angeles Chavez que realizó la determinación de la distribución de elementos y análisis por microscopía de transmisión. 2. Con el Instituto de Investigaciones Eléctricas IIE, con el Dr. Ulises Cano Castillo, que participó en la síntesis y caracterización de compuestos para celdas de combustible 3. Con el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares ININ: 3.1) Con el Dr. Luis Escobar, para la obtención de materiales fotocatalíticos por ablación láser y en la caracterización por XPS de aleaciones de platino con hierro, cobalto y/o níquel. 3.2) Con el Dr. Fernando Ureña Núñez. Departamento de Física, Gerencia de Ciencias Básicas. Apoyo en la caracterización por microscopía electrónica de barrido y determinación de tamaño de partícula por difracción de rayos X. 3.3) Con el Dr. Alberto Sandoval, Departamento de Física, en la preparación del intermetálico MgAl 3.4) Con la Dra. Beatriz López Muñoz, Departamento de Química: Determinación del área superficial y volumen total de paso del óxido de magnesio-Al.