Electrochemical behaviour of activated carbons obtained via hydrothermal carbonization

Activated carbons were prepared by chemical activation of hydrochars, obtained by hydrothermal carbonisation (HTC) using low cost and abundant precursors such as rye straw and cellulose, with KOH. Hydrochars derived from rye straw were chemically activated using different KOH/precursor ratios, in order to assess the effect of this parameter on their electrochemical behaviour. In the case of cellulose, the influence of the hydrothermal carbonisation temperature was studied by fixing the activating agent/cellulose ratio. Furthermore, N-doped activated carbons were synthesised by KOH activation of hydrochars prepared by HTC from a mixture of glucose with melamine or glucosamine. In this way, N-doped activated carbons were prepared in order to evaluate the influence of nitrogen groups on their electrochemical behaviour in acidic medium. The results showed that parameters such as chemical activation or carbonisation temperature clearly affect the capacitance, since these parameters play a key role in the textural properties of activated carbons. Finally, symmetric capacitors based on activated carbon and N-doped activated carbon were tested at 1.3 V in a two-electrode cell configuration and the results revealed that N-groups improved the capacitance at high current density.

Desarrollo de metodologías de aprovechamiento y evaluación de prácticas externas en Química realizadas en Departamentos

El Programa de Prácticas Externas constituye una actividad de naturaleza formativa realizada por los estudiantes universitarios cuyo objetivo es complementar la formación académica obtenida durante la titulación; favoreciendo la adquisición de competencias técnicas, metodológicas, personales y participativas que les preparen para el ejercicio de actividades profesionales, faciliten su empleabilidad futura, y fomenten su capacidad de innovación, creatividad y emprendimiento. Dichas prácticas pueden realizarse en entidades externas o en departamentos de la Universidad. La red creada por profesores, alumnos y becarios de investigación pretende elaborar instrumentos metodológicos para mejorar el aprovechamiento y la evaluación de las prácticas externas en Química realizadas en los Departamentos de la Facultad de Ciencias. La metodología seguida por los participantes de la red ha sido la realización frecuente y periódica de reuniones en grupos de trabajo para reflexionar sobre los problemas que pueden surgir en la realización de las prácticas; así como el desarrollo de protocolos de actuación para potenciar el aprendizaje autónomo del estudiante y su evaluación. En este sentido, ha sido de gran utilidad la opinión de los alumnos a través de una encuesta sobre las ventajas e inconvenientes que pueden aportar las prácticas externas realizadas en Departamentos frente a una empresa externa.

Un nuevo enfoque didáctico para la enseñanza de la Nanotecnología en titulaciones superiores y Máster Universitarios de Ciencias: MOOC en Nanotecnología

Habida cuenta del interés del alumnado de Ciencias, tanto a nivel bachillerato como universitario, por la Nanotecnología y tras la organización de dos cursos sobre la misma en la UVRA, el Laboratorio de Nanotecnología Molecular de la UA se embarcó en el proyecto de diseño y construcción del primer MOOC (del inglés Massive On-line Open Course) sobre Nanotecnología en España, contando con el asesoramiento de UniMOOC. El objetivo del curso es obtener una mejor comprensión de la nanotecnología y su conexión con la vida real; un nuevo enfoque didáctico para la enseñanza de la Nanotecnología en titulaciones superiores y Máster Universitarios. El sitio web es la principal guía a través de los recursos y actividades del curso, donde el estudiante dispone de una serie de herramientas gratuitas que descubrirá en las diferentes unidades, como vídeos, tutoriales, applets, etc. En este contexto, hemos creado una Red de investigación en docencia universitaria en colaboración con el Dpto. Lenguajes y Sistemas de la UA y UniMOOC, cuyo objetivo es la actualización de contenidos, actividades y recursos del mismo, su puesta en marcha y difusión, así como el análisis de su posible implantación en titulaciones afines.

Promoter effect of sodium in graphene-supported Ni and Ni–CeO2 catalyst for the low-temperature WGS reaction

The low temperature water–gas shift (WGS) reaction has been studied over Ni–CeO2/Graphene and Ni/Graphene. The catalysts were prepared with 5 wt.% Ni and 20 wt.% CeO2 loadings, by deposition-precipitation employing sodium hydroxide and urea as precipitating agents. The materials were characterized by TEM, powder X-ray diffraction, Raman spectroscopy, H2-temperature-programmed reduction and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characterization and the reaction results indicated that the interaction between the active species and the support is higher than with activated carbon, and this hinders the reducibility of ceria and thus the catalytic performance. On the other hand, the presence of residual sodium in samples prepared by precipitation with NaOH facilitated the reduction of ceria. The catalytic activity was highly improved in the presence of sodium, what can be explained on the basis of an associative reaction mechanism which is favored over Ni-O-Na entities.

Evaluación de metodologías didácticas en trabajos de fin de grado en titulaciones de Ciencias Experimentales

Mediante encuestas a estudiantes que se encuentran finalizando el Trabajo de Fin de Grado (TFG) y profesores que dirigen de los seis grados de la facultad de Ciencias (Biología, Ciencias del Mar, Geología, Matemáticas, Óptica y Optometría, Química) de la Universidad de Alicante, se han identificado los puntos de menor fortaleza de los TFGs independientemente para cada grado. A continuación, hemos comparado los resultados entre grados para ver el nivel de similitud entre ellos y la singularidad de cada uno de ellos. A partir de ahí, hemos identificado los posibles factores que configuran cada TFG con el fin de intentar entender su singularidad en cada caso. Esta información es importante para ayudarnos a comprender cómo se podrían fortalecer posibles carencias en TFGs específicos. Con esta información y en base a la experiencia previa, proponemos medidas que permitan favorecer la implementación y desarrollo de los TFGs. Con estas propuestas se espera mejorar la eficiencia de los TFGs y conseguir un mayor nivel de satisfacción y el rendimiento en esta asignatura común en todos los grados.

Análisis de los Trabajos de Fin de Grado desde la visión docente

El Trabajo Fin de Grado (TFG) en los grados de la Facultad de Ciencias, constituye una asignatura con importantes competencias transversales que representa la fase final del plan de estudios, y supone la realización por parte del estudiante de un proyecto, memoria o estudio bajo la supervisión de un tutor o tutora. En este trabajo se realiza un estudio general de los TFGs y la utilización del UA-project, desde la visión del profesorado. Para poder optimizar el desarrollo de los TFGs, en este trabajo se realizó un análisis interno mediante un cuestionario. Para dar mayor amplitud y proyección a la propuesta se han enviado los cuestionarios a profesores de todos los grados de la Facultad de Ciencias: Biología, Ciencias del Mar, Química, Geología, Matemáticas y Óptica y Optometría. Estos cuestionarios reflejan la experiencia docente obtenida en los últimos años en la tutorización de los TFGs, para así poder obtener conclusiones e ideas de mejora para su posterior aplicación.

Adaptación de los TFGs de Ciencias al Espacio Europeo de Educación Superior: valoración del alumnado

Este estudio tiene el objetivo de obtener una percepción desde el punto de vista del alumnado del Trabajo de Fin de Grado (TFG). Para ello, se realizaron encuestas a estudiantes de grado que están finalizando el (TFG) en la facultad de Ciencias (Biología, Ciencias del Mar, Geología, Matemáticas, Óptica y Optometría, y Química) de la Universidad de Alicante. En un principio, se analizaron para cada grado de forma independiente con el propósito de tener una visión global de la percepción de los alumnos para cada grado. A continuación, se contrastaron los resultados obtenidos entre los grados para buscar posibles similitudes entre ellos y entender las singularidades de cada uno. Mediante este estudio podemos conocer la opinión sobre TFG desde el punto de vista del alumnado. Dichos resultados pueden sentar las bases para enriquecer y optimizar el desarrollo de los TFGs con el fin de favorecer su capacidad formativa al ser una asignatura obligatoria común en todos los grados.

Enhanced electro-oxidation resistance of carbon electrodes induced by phosphorus surface groups

The electro-oxidation of carbon materials enormously degrades their performance and limits their wider utilization in multiple electrochemical applications. In this work, the positive influence of phosphorus functionalities on the overall electrochemical stability of carbon materials has been demonstrated under different conditions. We show that the extent and selectivity of electroxidation in P-containing carbons are completely different to those observed in conventional carbons without P. The electro-oxidation of P-containing carbons involves the active participation of phosphorus surface groups, which are gradually transformed at high potentials from less-to more-oxidized species to slow down the introduction of oxygen groups on the carbon surface (oxidation) and the subsequent generation of (C*OOH)-like unstable promoters of electro-gasification. The highest-oxidized P groups (–C–O–P-like species) seem to distribute the gained oxygen to neighboring carbon sites, which finally suffer oxidation and/or gasification. So it is thought that P-groups could act as mediators of carbon oxidation although including various steps and intermediates compared to electroxidation in P-free materials.

Functionalization of carbon nanotubes using aminobenzene acids and electrochemical methods. Electroactivity for the oxygen reduction reaction

Functionalized carbon nanotubes (CNTs) using three aminobenzene acids with different functional groups (carboxylic, sulphonic, phosphonic) in para position have been synthesized through potentiodynamic treatment in acid media under oxidative conditions. A noticeable increase in the capacitance for the functionalized carbon nanotubes mainly due to redox processes points out the formation of an electroactive polymer thin film on the CNTs surface along with covalently bonded functionalities. The CNTs functionalized using aminobenzoic acid rendered the highest capacitance values and surface nitrogen content, while the presence of sulfur and/or phosphorus groups in the aminobenzene structure yielded a lower functionalization degree. The oxygen reduction reaction (ORR) activity of the functionalized samples was similar to that of the parent CNTs, independently of the functional group present in the aminobenzene acid. Interestingly, a heat treatment in N2 atmosphere with a very low O2 concentration (3125 ppm) at 800 °C of the CNTs functionalized with aminobenzoic acid produced a material with high amounts of surface oxygen and nitrogen groups (12 and 4% at., respectively), that seem to modulate the electron-donor properties of the resulting material. The onset potential and limiting current for ORR was enhanced for this material. These are promising results that validates the use of electrochemistry for the synthesis of novel N-doped electrocatalysts for ORR in combination with adequate heat treatments.

Switchable surfactant-assisted carbon nanotube coatings: innovation through pH shift

The inner surface of fused-silica capillaries has been coated with a dense/homogeneous coating of commercial multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) using a stable ink as deposit precursor. Solubilization of the MWCNTs was achieved in water/ethanol/dimethylformamide by the action of a surfactant, which can switch between a neutral or an ionic form depending on the pH of the medium, which thus becomes the driving force for the entire deposition process. Careful control of the experimental conditions has allowed us to selectively deposit CNTs on the inner surface of insulating silica capillaries by a simple, reproducible, and easily adaptable method.

Análisis de la acción tutorial en ingeniería y arquitectura. Gestión eficaz del tiempo

En este trabajo expondremos un análisis exhaustivo de como se ha desarrollado la acción tutorial en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante en el curso 2014/2015. El marcado carácter de voluntariedad de la acción tutorial en nuestro centro por parte de estudiantes y tutores permite que el trabajo se realice más satisfactoriamente tanto por parte de tutores como por parte de los estudiantes, puesto que han decidido seguir el plan por ello mismos y no como una imposición. Además expondremos nuestras experiencias en el desarrollo del Taller de Gestión Eficaz del Tiempo, taller desarrollado en nuestro centro bajo la tutela de la experta Nuria Alberquilla, que tiene entre otros muchos objetivos el aprendizaje y puesta en práctica de técnicas para realizar una gestión eficaz del tiempo, con un mejor equilibrio entre la vida académica y personal y la identificación de los principales factores externos e internos que influyen en los resultados obtenidos, y cómo mejorarlos.

Grado en Química: coordinación y seguimiento del curso 2014-15

En la red docente "Seguimiento del grado en Química", formada por los coordinadores de las comisiones de semestre de la Facultad de Ciencias y la coordinadora del grado en Química, se ha analizado la información extraída de las reuniones periódicas (al menos dos por semestre) de las ocho comisiones de semestre (correspondientes a los cuatro cursos del grado en Química). El objetivo es conseguir una coherencia tanto en la distribución de contenidos, como en las metodologías docentes y de evaluación de las materias que componen el plan de estudios del Grado en Química de la Universidad de Alicante. Los resultados de este trabajo están permitiendo identificar problemas y plantear propuestas de mejora en la organización docente de la titulación. El trabajo realizado por la red se está utilizando para elaborar el autoinforme para la reacreditación del grado en Química.

Study on Electrochemical Capacitance using Templated Carbons

The template carbonization technique enables the production of porous carbons and carbon-based composites with precisely designed, controlled pore structures. The resulting templated carbons are therefore useful to investigate and understand the relation between carbon nanostructure and electrocapacitive properties. In this short review paper, we introduce our works on electrochemical capacitance using zeolite-templated carbons and carbon-coated anodic aluminum oxide.

Design of hybrid asymmetric capacitors in aqueous electrolyte using ZTC and ultraporous activated carbons

The use of two different materials as electrodes allows the construction of asymmetric and hybrid capacitors cells with enhanced energy and power density. This approach is especially well-suited for overcoming the limitations of pseudocapacitive materials that provide a huge capacitance boost, but in a limited potential window. In this work, we introduce the concepts and protocols that are required for a successful design of such systems, which is illustrated by the construction of an asymmetric hybrid cell where a zeolite-templated carbon and an ultraporous activated carbon have been combined.

Red de seguimiento y coordinación del Máster en Ciencia de Materiales

El Máster en Ciencia de Materiales se imparte en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante, consta de 60 créditos ECTS que se cursan durante 1 año académico. El máster está implantado desde el curso 2010-2011 por lo que durante el actual curso 2014-2015 tendremos la quinta promoción de egresados. La red docente está formada por la comisión académica del Máster en Ciencia de Materiales. Esta comisión (profesorado, alumno y personal de administración y servicios) lleva realizando un seguimiento de la titulación durante los 4 cursos anteriores. Por tanto la red tiene como objetivo principal el seguimiento, coordinación, evaluación y mejora de la planificación realizada con las experiencias recogidas a lo largo de estos años. Además, se realizará un estudio de los diferentes indicadores de calidad que utilizan las agencias de acreditación puesto que este año el Máster se someterá a la renovación de la acreditación.