Optimización de dispositivos multicapa para la producción foto electroquímica de hidrógeno.

Ruiz Irizar, Juan Ignacio
Hernández Ferrer, Javier (dir.) ; Maser, Wolfgang Karl Antonius (dir.)

Téllez Ariso, Carlos (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2024
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: El alcance del siguiente Trabajo de Fin de Grado abarca diferentes ramas de la ciencia química e ingeniería química, se han estudiado y sintetizado los antecedentes previos relacionados con la producción de hidrógeno en celdas foto-electroquímicas y con ello, se han realizado numerosas medidas de fotocorrientes producidas en electrodos con diferentes capas conductoras. Así pues, estos meses atrás se ha estado investigando la configuración de materiales que debe poseer un foto-electrodo, buscando mediante análisis y resultados experimentales, cual es el orden de capas que genera una mayor foto-corriente a hidrógeno. Finalmente, el orden elegido de la disposición disposición de capas en el electrodo es el siguiente: La primera de ellas está formada por una dispersión líquida de un polímero conductor,poli-3-hexiltiofeno (P3HT),sobre el cristal de fto (electrodo) , su objetivo principal es de funcionar como capa activa y “arrancar” un electrón del doble enlace π-π formando un complejo catión en la cadena polimérica. La segunda capa (que se depositará en forma de película líquida sobre la capa activa), será un aceptor de electrones, en concreto dióxido de titanio (TiO2), este compuesto actuará como aceptor de los electrones de la capa activa. Al haberse creado pares electrón-hueco en la capa activa, por las propiedades del polímero conductor (P3HT) al incidirle la luz, durante la reacción fotoelectroquímica se producirá una transferencia electrónica a la capa de TiO2. Se ha optado por aplicar mejoras para optimizar esta foto-corriente en la celda. Introduciendo cambios en los parámetros de preparación del fotoelectrodo. Las técnicas utilizadas para la deposición tanto de la capa activa como la aceptora en el foto electrodo son: Un Spray Coater: El cual contiene una jeringa con una disolución de polímero reprecipitado previamente en el laboratorio (1 mL de P3HT en 10mL de agua desionizada). Un Spin Coater: El spin coater es el dispositivo que permite girar a altas revoluciones los electrodos y conseguir una deposición de capa más fina que en el spray coater, aprovechando este hecho, se depositará sobre el una cantidad conocida de TiO2, aproximadamente de 4200 μL, ayudándonos de una pipeta Pasteur. Se profundizará más sobre estos puntos en los diferentes apartados del TFG, haciendo uso de referencias bibliográficas y textos científicos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado