Gratis: Electroquimica Y Electrocatalisis 1a, Alonso Vante Nicolas

Electroquimica Y Electrocatalisis 1a, Alonso Vante Nicolas  


Sinopsis

La presente obra sirve de guía a todas aquellas personas interesadas en la electroquímica y la electrocatálisis en lengua española. No es un análisis exhaustivo de teorías o técnicas sino una visión de las ideas y proyectos desarrollados en diversos laboratorios dentro del espacio iberoamericano. De esta forma proyecta la tradición científica iberoamericana de alto nivel. La lectura de esta investigación requiere el conocimiento de base de la electroquímica, digamos clásica (cinética y termodinámica). Complementos de base y una amplia lista de referencias se aportan en cada capítulo para facilitar su uso a los estudiantes de nivel de licenciatura, maestría y naturalmente de posgrado que nunca han tenido una formación anterior en esta temática. La electroquímica y la electrocatálisis son materias interdisciplinarias dentro de la físico-química. Es por eso que el contenido se ha desarrollado en dos partes (dos volúmenes para cada una). Cada parte consiste en capítulos cuyos contenidos hacen resaltar el carácter interdisciplinario así como la especialidad de los grupos de trabajo.

Introducción

Electrocatálisis es una extensión de la palabra catálisis. Esta palabra se ha aplicado en química para designar el aumento de la velocidad de las reacciones químicas que conducen a la formación de productos selectivos sobre las sustancias catalíticas que no sufren cambios. La palabra catálisis que se deriva del griego: kata (abajo) y lyein (aflojar, ayudar o facilitar) fue usada por primera vez por Berzelius en 1835. Ya que la catálisis puede resultar de aditivos homogéneos y/o heterogéneos, según el sistema bajo estudio, se hace la distinción entre la catálisis homogénea y la catálisis heterogénea. El uso de este concepto se extendió a los sistemas que comportan una interfaz sólido/líquido. En esta interfaz se llevan a cabo las reacciones electroquímicas. De ahí que la catálisis en sistemas electroquímicos se llame electrocatálisis. Así este fenómeno puede definirse como el estudio o la determinación de la cinética de una reacción en función de parámetros macroscópicos como potencial aplicado al electrodo, concentración, y temperatura. La electrocatálisis constituye una fuente de información de las reacciones heterogéneas multielectrónicas que implican especies reactivas y productos que transfieren sus electrones en la interfaz electrodo (catalizador)/solución electrolítica (E/E). Esto demuestra claramente que la electroquímica es un componente importante en la tecnología de muchas industrias. En especial, cabe mencionar el papel importante que desempeña la electroquímica en el desarrollo de nuevos materiales y la explotación de diferentes recursos químicos con el fin de proveer sistemas de alta densidad de energía necesarios para proteger nuestro medio ambiente. Otro sistema heterogéneo de importancia tecnológica es aquel que forma una interfaz sólido/gas. Cualquiera que sea el sistema heterogéneo, podemos definir nuevamente y en forma general que la (electro)catálisis trata con reacciones entre las especies que se adsorben sobre la superficie de un catalizador. El papel de la superficie (electro)catalítica es de proveer un camino energéticamente favorable para la reacción. Naturalmente, con el fin de encontrar una explicación acerca de la actividad catalítica de las sustancias, es esencial examinar las propiedades de la superficie más que el seno del material. La característica de un átomo en la superficie es que éste tiene menos átomos vecinos que el átomo en el interior o en el seno del material. Esta coordinación no-saturada es la razón por la cual las propiedades electrónicas y vibracionales y algunas veces las posiciones cristalográficas de los átomos en la superficie difieren de la de los átomos en el seno del material. Por otro lado, las palabras activación y superficie de electrodo son términos muy usuales e inexactos que involucran un trabajo experimental y teórico a nivel molecular y/o atómico. Es por eso que experimentos a nivel microscópico, en interfaces: sólido/gas o sólido/líquido, han recibido un impulso importante en la última década y nuevas ideas han surgido que dan una nueva visión de la problemática [1-3]. La reacción con los sitios de superficie y su reactividad hacia el aducto en la interfaz E/E, puede dar lugar a la formación de complejo(s) de superficie [4,5]. La oxidación del agua, la reducción del dióxido de carbono, la reducción del oxígeno molecular, la oxidación de alcoholes (e.g., metanol), etc., son algunos procesos relevantes de interés tecnológico para el desarrollo de sistemas de energías sustentables como generadores electroquímicos (celdas de combustible). Este capítulo de introducción tiene por meta el describir de manera sucinta los principios de activación electroquímica (electrocatálisis) así como la presentación de algunos conceptos de estructura y reactividad.

ÍNDICE GENERAL

Volúmenes Ia y Ib

• Materiales: aspectos fundamentales y aplicaciones 
• Generalidades sobre electrocatálisis
• Electrocristalización de metales con actividad electrocatalítica 
• Propiedades electrocatalíticas de óxidos mixtos de metales de transición 
• Polímeros conductores 
• Propiedades ópticas de polímeros conductores; electrocromismo y fotoeletroquímica 
• Electrocatálisis sobre electrodos modificados con complejos macrocíclicos...
• Semiconductores y celdas fotoelectroquímicas 
• Celdas de combustible La electrólisis del agua 
• Nuevas fuentes de energía: baterías primarias y secundarias 
• Electroquímica y medioambiente
• Aplicación de la fotocatálisis a la eliminación de contaminantes

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