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SEMINARIOS SOBRE NANOMATERIALES Y SU APLICACIÓN EN LA CONVERSION Y ALMACENAMIENTO DE ENERGIA


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SEMINARIOS SOBRE NANOMATERIALES Y SU APLICACIÓN EN LA CONVERSION Y ALMACENAMIENTO DE ENERGIA.

Facultad de Ingeniería-Facultad de Química, UDELAR.

Miércoles 7 y Jueves 8 de Diciembre de 2022.

Prof. Dr. Rodrigo del Río: "Síntesis de nanomateriales aplicados al almacenamiento de energía; dispositivos y vectores".
Miércoles 7 de Diciembre, Hora 11:00, salón de Seminarios del Instituto de Física,
Facultad de Ingeniería, Séptimo Piso.

Prof. Dr. Mauricio Isaacs: "Procesos Electroquímicos de Relevancia en Energía:
Desde Moléculas a Nanomateriales"
Jueves 8 de Diciembre, Hora 10:00, Salón del Claustro, 4to Piso del Ed. Anexo J. P.
Saenz. Facultad de Química.

Resúmenes

Prof. Dr. Rodrigo del Río: "Síntesis de nanomateriales aplicados al
almacenamiento de energía; dispositivos y vectores".
El aumento de concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y el consecuente
cambio climático asociado a ello se ha correlacionado con el uso de combustibles
fósiles en la generación de energía y el transporte. Esto lleva a plantearse el uso de
energías renovables tales como la solar y a la vez debido a su intermitencia, es que el
almacenamiento de esta es otro factor que investigar. El uso de nanomateriales en
estas áreas ha aumentado notablemente y por lo tanto su obtención, caracterización y
aplicaciones en el ámbito de la conversión y almacenamiento de energía es lo que
motiva las investigaciones que se están realizando actualmente en el laboratorio.
Materiales que han sido obtenidos mediante técnicas electroquímicas en el laboratorio
son nanopilares de óxido de zinc, los cuales debidamente caracterizados han sido
aplicados en la fotoelectrocatálisis de la reacción de reducción de hidrógeno.
Considerando materiales que puedan permitir obtener este vector energético, también
se han estudiado matrices nanoporosas de dióxido de titanio con o sin un
recubrimiento de óxido de hierro en su fase hematita han sido sintetizados en el
laboratorio. Junto a la obtención de materiales que permiten la conversión de energía
solar en la generación de un vector energético (H2), se están estudiando métodos de
síntesis de materiales catódicos para baterías de ion litio involucrando materiales

2
sustentables que permitan obtenerlos con dimensiones nanométricas y de esta forma
estudiar su efecto en la capacidad que ellos desarrollan en un batería.

El Dr. Rodrigo del Río es Químico y Licenciado en Química de la Universidad de
Santiago de Chile (1994), Doctor en Química de la Universidad de Santiago de Chile
(1999). Con Postdoctroado en la Pontificia universidad Católica de Valparaíso y en la
Universidade Federal de Sao Carlos, Brasil.
Actualmente, se desempeña como Profesor Asociado en el Departamento de Química
inorgánica de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
La áreas de investigación desarrolladas incluyen la síntesis y caracterización de
materiales nanoestructurados (metales y semiconductores) por métodos químicos y
electroquímicos, la aplicación de estos materiales al fenómeno de conversión de
energía solar en electricidad y a su uso en la oxidación de diferentes compuestos
orgánicos. Adicionalmente, utiliza diferentes electrodos en base a carbono (grafito y
diamante) en la mineralización de compuestos orgánicos contaminantes de aguas, tal
como los plastificantes.
Áreas de interés
 Síntesis y caracterización de nanoestructuras mediante técnicas
electroquímicas, estudios de conversión de energía usando óxidos metálicos
como fotoelectrodos, oxidación de compuestos orgánicos sobre electrodos de
diamante dopado con boro y electroquímica ambiental.

Prof. Dr. Mauricio Isaacs : "Procesos Electroquímicos de Relevancia en Energía:
Desde Moléculas a Nanomateriales".
Los problemas medioambientales, relacionados con las emisiones de gases de
efecto invernadero, están impulsando progresivamente la transición hacia un escenario
energético libre de combustibles fósiles en el que las energías renovables como la solar
y la eólica jugarán un papel fundamental. Sin embargo, para que esta transición tenga
éxito, se deben abordar problemas importantes relacionados con el almacenamiento de
energía renovable. Las tecnologías Power-to-X (PtX) han ganado una mayor atención
ya que convierten la electricidad renovable en productos químicos y combustibles que
se pueden almacenar y transportar más fácilmente. La reducción electroquímica de CO2
es un enfoque interesante, ya que permite la conversión directa de CO2 en productos de
valor agregado, tales como etileno, acido fórmico o formaldehido entre otros, utilizando
electricidad renovable. Por otra parte, el incremento del número de proyectos de
producción de hidrógeno por electrólisis de agua, proceso conocido en la actualidad
como hidrogeno verde, ha evidenciado una brecha tecnológica para el transporte y
almacenamiento de este vector energético (1). En este escenario aparece el amoníaco,
precursor esencial para la fabricación de fertilizantes y otros productos de la industria
química, propuesto en la actualidad como combustible para turbinas y celdas de
combustible ya que posee una densidad energética similar al metanol, convirtiéndolo así

3
en uno de los pocos combustibles líquidos libres de carbono. Sin embargo, los métodos
de producción clásicos (principalmente Haber-Bosh) de amoníaco generan gases de
efecto invernadero, contribuyendo de sobremanera al calentamiento global y consumen
más del 1 % de la energía mundial (2). Por lo que la búsqueda de nuevos procesos,
entre ellos los electroquímicos, para la producción de amoníaco se hace imprescindible.
En esta sesión se discutirán resultados sobre la reducción electroquímica de CO2 en

distintas superficies de electródicas. Se hará énfasis en el estudio de electro-
catalizadores basados en porfirinas multi-metálicas y ensambles electrostáticos

derivados de estos macrociclos, así también como la reactividad de quantum dots,
electrodos en base cobre nanoestructurados y la preparación de tintas electrocatalíticas
con nanopartículas de cobre o sus óxidos. Por otra parte, se discutirán resultados acerca
de la reducción electroquímica de Nitrógeno, utilizando como electrodos películas
delgadas del anión MoS4

2- y tintas electrocatalíticas en base a MoS2. En algunos casos

se introduce el concepto de electrocatálisis en tándem.

Mauricio Isaacs es Ph.D en Química con especialidad en Electroquímica y Química
Inorgánica de la Universidad Santiago de Chile. Fue profesor asistente en la Facultad
de Ciencias de la Universidad de Chile. Actualmente es académico de la Facultad de
Química y de Farmacia de la Pontificia Universidad Católica de Chile y miembro del
Comité Académico del Centro de Energía UC. También es director del Centro de
Materiales Avanzados y Nanotecnología UC. Además, sus principales temas de
interés son la química verde y almacenamiento de energía.

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