Sensibilización de nanoarquitecturas de TiO2 con cristales coloidales de sales binarias de metales de transición (puntos cuánticos)

• Autores: Torresan, María Fernanda
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Iglesias, Rodrigo Alejandro; Mariscal, Marcelo M.; Granados, Alejandro Manuel; Pérez, Manuel Alejo; Chesta, Carlos Alberto
• Materia: Almacenamiento de energía; Nanotubos; Química cuántica; Energía solar; Baterias eléctricas; Celulas fotovoltaicas; Reacciones fotoquímicas; Células solares; Oxido de titanio; Titanio
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2018
Torresan, María Fernanda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Iglesias, Rodrigo Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de FísicoQuímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico Química de Córdoba; Argentina.
Mariscal, Marcelo M. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Granados, Alejandro Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Pérez, Manuel Alejo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Chesta, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y materiales avanzados; Argentina.
La presente tesis aborda el estudio de las propiedades fisicoquímicas y fotoelectroquímicas de membranas de nanotubos de TiO2 modificadas con puntos cuánticos o “quantum dots” (Qdots) de CdSe para su potencial empleo como fotoánodos para celdas solares sensibilizadas con Qdots o “Quantum Dot Sensitized Solar Cells” (QDSSC). Este trabajo también está abocado a la búsqueda de diferentes estrategias para mejorar la eficiencia de conversión de energía solar en energía eléctrica de dichas superficies fotoactivas. La primera parte de la tesis consta de la introducción y la presentación de los objetivos. El primer capítulo es una introducción de los conceptos básicos acerca de la energía solar y dispositivos fotovoltaicos. Se exponen los hechos que justifican el estudio y desarrollo en torno al aprovechamiento de este tipo de energía y se presenta el contexto general de los dispositivos fotolvoltaicos, en la actualidad y particularmente en la Argentina. En el capítulo 2 se introducen conceptos fundamentales de las celdas solares sensibilizadas con Qdots. Se explican las partes constituyentes de las celdas solares, su modo de operación y el mecanismo cinético en la generación de la fotocorriente. Se enumeran y explican brevemente las diferentes técnicas de caracterización morfológica y funcional de este tipo de celdas solares. En el capítulo 3 se menciona el objetivo principal de la tesis y se enumeran los objetivos específicos para llevar a cabo la presente investigación. En la segunda parte de la tesis se presentan los resultados logrados. Se aborda la síntesis y caracterización de arreglos nanotubulares de TiO2 obtenidos por anodización electroquímica del titanio en el capítulo 4 y de Qdots de CdSe y CuInS2 por las metodologías de inyección en caliente y termólisis en el capítulo 5. En el capítulo 6 se presentan los estudios llevados a cabo acerca del proceso de sensibilización óptica a través de la modificación superficial de los nanotubos de TiO2 por la adsorción directa de Qdots de CdSe, en la búsqueda de las mejores condiciones para lograr un grado de cubrimiento óptimo. Se exponen también los resultados de la caracterización de la respuesta fotoelectroquímica de las membranas de nanotubos modificadas con Qdots, empleadas como fotoánodos. En el capítulo 7 se analizan los cambios causados por el tratamiento térmico en las propiedades eléctricas y fisicoquímicas de los fotoánodos y se exponen las condiciones óptimas de tratamiento térmico encontradas para lograr aumentos en la fotocorriente generada. El capítulo 8 está abocado en los detalles de la construcción de celdas solares sensibilizadas con Qdots. Se exponen los resultados obtenidos relacionados con la caracterización de las celdas armadas, empleando los fotoánodos obtenidos y estudiados en los capítulos previos y se discute sobre los aspectos a mejorar en cuanto a la construcción de estas celdas. El capítulo 9 aborda la temática de generación de Hidrógeno por la ruptura fotoelectroquímica del agua y los resultados obtenidos empleando como fotoánodo la membrana de nanotubos de TiO2. Finalmente se presentan las principales proyecciones en vistas de continuar con dicho trabajo en el futuro. La tercera parte de la tesis aborda las conclusiones principales de la tesis y las proyecciones a futuro, en el capítulo 10.
2020-12-31
Torresan, María Fernanda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Iglesias, Rodrigo Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de FísicoQuímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico Química de Córdoba; Argentina.
Mariscal, Marcelo M. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Granados, Alejandro Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Pérez, Manuel Alejo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Chesta, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y materiales avanzados; Argentina.