Producción fotoelectroquímica de hidrógeno a partir de soluciones acuosas de alcohol utilizando fotoánodos de película de TiO2

• Jaramillo Gutiérrez, Maria ^[1] ; Higuera Puello, Yaneth ^[1] ; Trespalacios León, Leidy ^[1] ; Laverde Cataño, Dionisio ^[1] ; Pedraza Avella, Julio ^[1]
  1. [1] Universidad Industrial de Santander

     Universidad Industrial de Santander

     Colombia

     
• Localización: Ing-Nova, ISSN-e 2805-9182, Vol. 2, Nº. 2, 2023, págs. 109-119
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Photoelectrochemical Hydrogen Production from Aqueous Alcohol Solutions Using TiO2 Film Photoanodes
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    La producción simultánea de hidrógeno y la oxidación de alcohol a partir de soluciones acuosas que contienen metanol, etanol o glicerol se evaluó en una celda fotoelectroquímica bajo iluminación UV Vis utilizando un fotoánodo de película de TiO2. Las películas de TiO2 se prepararon mediante revestimiento por inmersión sol-gel sobre placas de soporte metálicas. Se utilizó como cátodo una placa de acero inoxidable AISI/SAE 316 preparada por el método Pechini. El efecto de algunas variables como el material de soporte del fotoánodo (titanio grado  5,  acero  inoxidable  AISI/SAE  304 y acero inoxidable  AISI/SAE  316),  el electrolito de soporte (0,1-0,3 M NaCl o 0,01-0,03 M NaCl más 0,1-0,3 M NaOH), la concentración de alcohol (10-30 % v/v), el potencial aplicado (1,0-2,6 V), la potencia de la lámpara de Hg (125 o 250 W) y el número de capas de TiO2 (1, 3 o 5) fue investigado. Los mejores resultados se obtuvieron utilizando 1 capa de película de TiO2 soportada en acero inoxidable AISI/SAE 316 en una solución electrolítica de NaCl 0,03 M, NaOH 0,3 M y alcohol al 10 % v/v aplicando un potencial de 2,3 V y empleando una lámpara de Hg de 125 W. Después de 2 h se alcanzó la mayor producción de hidrógeno (2,61 μmol) con la solución de glicerol.

  • English

    The simultaneous hydrogen production and alcohol oxidation from aqueous solutions containing methanol, ethanol or glycerol was evaluated in a photoelectrochemical cell under UV‑Vis illumination using a TiO2 film photoanode. TiO2 films were prepared by sol-gel dip-coating on metallic support plates. A AISI/SAE 316 stainless steel plate prepared by the Pechini method was used as cathode. The effect of some variables such as the photoanode support material (titanium grade 5, AISI/SAE 304 stainless steel and AISI/SAE 316 stainless steel), the supporting electrolyte (0.1-0.3 M NaCl or 0.01-0.03 M NaCl plus 0.1-0.3 M NaOH), the alcohol concentration (10-30% v/v), the applied potential (1.0-2.6 V), the Hg lamp power (125 or 250 W) and the number of TiO2 layers (1, 3 or 5) was investigated. The best results were found using 1 layer of TiO2 film supported on AISI/SAE 316 stainless steel in an electrolytic solution 0.03 M NaCl, 0.3 M NaOH and 10% v/v alcohol by applying a potential of 2.3 V and employing an Hg lamp of 125 W. After 2 h the higher hydrogen production (2.61 μmol) was achieved with the glycerol solution.