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.

Grado en Geología de la Universidad de Alicante (2010-2014). Red de seguimiento

Con el comienzo del cuarto y último curso del grado en Geología en 2013-14, en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante se constituyó una red de seguimiento formada por todos los profesores coordinadores de semestre del citado grado. Esta red se enmarca en el programa de Redes de Investigación en Docencia Universitaria que la Universidad de Alicante ha implementado desde la implantación de los títulos de grado. El objetivo principal de esta red docente se ha centrado en realizar un seguimiento de la titulación en el marco de Sistema de Garantía Interno de Calidad (SGIC) y en desarrollar herramientas que favorezcan, tanto el buen funcionamiento del título, como la gestión interna del seguimiento del mismo. El método de trabajo se ha basado en reuniones en las que los miembros de la red han planteado y debatido los parámetros e indicadores de seguimiento de la red. Esta red ha trabajado conjuntamente con otras comisiones de la titulación como la Comisión del Grado en Geología (CGG), la Comisión de Trabajo de Fin de Grado en Geología (CTFGG) o la Comisión de Garantía de Calidad de la Facultad de Ciencias (CGCFC).

Molecularly imprinted silica films prepared by electroassisted deposition for the selective detection of dopamine

Dopamine (DA) can be detected by electrochemical oxidation in conventional electrodes. However, the presence of other oxidizable species (interferents) usually present in physiological fluids at high concentrations (like ascorbic acid) makes very difficult its electrochemical detection. In the present work, glassy carbon electrodes have been modified with molecularly imprinted silica (MIS) films prepared by electroassisted deposition of sol–gel precursors. The production of MIS films was performed by adding the template molecule (DA) to the precursor sol. The molecular impression of silica was assessed showing a high coherency allowing a filtering capacity in the molecular scale. The MIS-modified electrodes present a high selectivity for the detection of DA in neutral or acidic solutions. The MIS-modified electrodes allow the amperometric determination of dopamine in solutions containing ascorbic acid with molar ratios lower than 1:50,000.

Método POGIL para el Aprendizaje Cooperativo en Ciencias: Aplicación a la asignatura “Oceanografía Química”

Se muestra un método de aprendizaje cooperativo para una asignatura del Grado de Ciencias del Mar donde se aplica el método POGIL (Process-Oriented Guided Inquiry Learning). Los estudiantes aprenden los temas del curso siguiendo el ciclo del aprendizaje. En cada actividad se muestra un experimento o caso de estudio y se realizan preguntas para guiar a la comprensión del fenómeno observado. Tras la discusión y adquisición de los nuevos conceptos se formulan ejercicios para la aplicación de los mismos. Los grupos aprenden de forma autónoma pero el diseño de la actividad, menos libre que en métodos de aprendizaje similares (como el Aprendizaje Basado en Problemas) asegura la consecución de las competencias de conocimiento al final de la actividad. Se desarrollan además competencias genéricas: trabajo en equipo, comunicación efectiva y aprendizaje autónomo, entre otras. Se muestra un ejemplo de asignatura casi completamente desarrollada con este formato durante los 3 últimos cursos académicos. Se han realizado encuestas entre los alumnos con el fin de valorar el método educativo observándose que los alumnos se sienten más comprometidos con la asignatura y que tienen una mejor compresión de conceptos de química con este método que con clases tradicionales.

La elaboración del informe científico: los artículos científicos como referencia para la elaboración de informes de prácticas

El análisis, elaboración y presentación de resultados tanto experimentales como teóricos es una parte extremadamente importante en la investigación científica. Según nuestra experiencia docente, existe una notable carencia entre los estudiantes en su capacidad para la preparación de informes a partir de los trabajos experimentales realizados en el laboratorio. A veces esa carencia se agrava por no disponer de unos criterios claros de lo que debe aparecer en un informe científico. Por tanto, el trabajo de esta red será la búsqueda de metodologías para incentivar la obtención de competencias por parte del alumnado en lo que respecta a la preparación de informes de resultados de trabajos científicos, sean experimentales o de cálculo teórico. Se tomarán como guía los modelos universalmente utilizados en la bibliografía científica. De esta forma se logrará también familiarizar al alumnado en los cauces habituales de publicación de la investigación, usando ejemplos relacionados con el ámbito de la asignatura escogida (Cinética Química, 3er curso del Grado de Química).

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.

Seguimiento del Grado en Geología (Facultad de Ciencias, Universidad de Alicante, curso 2015-16)

La Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante ha constituido una red de trabajo formada por los profesores coordinadores de semestre del Grado en Geología, así como por los coordinadores responsables de la titulación. Los objetivos de esta red son: Asegurar la ejecución efectiva de las enseñanzas conforme al contenido del plan de estudios del título verificado; detectar posibles deficiencias en su implementación, proponiendo recomendaciones y sugerencias de mejora; y evidenciar los progresos en el desarrollo del Sistema de Garantía Interno de Calidad (SGIC) tanto en lo relativo a la revisión de la aplicación del plan de estudios como a la propuesta de acciones para mejorar su diseño en la implantación. El método de trabajo se basa en reuniones en las que los miembros de la red plantearán y debatirán los parámetros e indicadores de seguimiento de la red. Cada coordinador llevará a cabo una investigación individualizada del semestre del que es responsable en coordinación con los miembros de su comisión. Asimismo, se participará en la elaboración de los informes de autoevaluación del título.

Evaluación continua a través del trabajo autónomo del estudiante

Durante el curso académico 2014-2015 se han introducido distintas mejoras en la metodología docente y en el sistema de evaluación de la asignatura Fundamentos Matemáticos de la Ingeniería II del primer curso del Grado en Ingeniería Civil de la Universidad de Alicante. Su objetivo es reducir el tiempo dedicado a la clase magistral en el desarrollo de la asignatura, en aras de fomentar la participación del alumnado. También se pretende conseguir un mayor aprovechamiento de las clases prácticas mediante la resolución autónoma de diversos ejercicios y problemas por parte de los alumnos, contando con la supervisión del profesorado. Este último aspecto es fundamental en las materias propias de las Matemáticas. En esta comunicación detallaremos las acciones específicas adoptadas con estos fines, tanto en la dinámica de las clases como en la forma de evaluación. Así mismo, se realizará un análisis cuantitativo y cualitativo de los resultados alcanzados y de las percepciones que profesores y alumnos tienen sobre los cambios introducidos.

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.

Electrochemical reactions of catechol, methylcatechol and dopamine at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes

The electrochemical reactions of dopamine, catechol and methylcatechol were investigated at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes. In order to better understand the reaction mechanisms of these molecules, cyclic voltammetry with varying scan rates was carried out at different pH values in H2SO4 and PBS solutions. The results were compared to the same redox reactions taking place at glassy carbon (GC) electrodes. All three catechols exhibited quasi-reversible behavior with sluggish electron transfer kinetics at the ta-C electrode. At neutral and alkaline pH, rapid coupled homogeneous reactions followed the oxidation of the catechols to the corresponding o-quinones and led to significant deterioration of the electrode response. At acidic pH, the extent of deterioration was considerably lower. All the redox reactions showed significantly faster electron transfer kinetics at the GC electrode and it was less susceptible toward surface passivation. An EC mechanism was observed for the oxidation of dopamine at both ta-C and GC electrodes and the formation of polydopamine was suspected to cause the passivation of the electrodes.

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.

Implementación de metodologías de evaluación continua: aplicación en la asignatura de Cálculo Numérico

La creación del nuevo Espacio Europeo de Educación Superior, con los consiguientes cambios en la estructura y contenidos de las titulaciones universitarias, ofrece una gran oportunidad para revisar las metodologías de aprendizaje, estando las metodologías de evaluación continua en una creciente expansión. El objetivo de este trabajo es investigar el efecto que tiene en el aprendizaje de los estudiantes diferentes metodologías de evaluación continua. Para ello, varios tipos de evaluación periódica (entrega de trabajos grupales y/o individuales, exámenes parciales, etc.) han sido puestos en práctica en la asignatura de Cálculo Numérico del último curso de la Licenciatura de Matemáticas y actual Grado de Matemáticas, a lo largo de un total de 14 años académicos en la Universidad de Alicante. En esta comunicación presentaremos las diferentes estrategias de desarrollo de los contenidos de la asignatura así como la forma de evaluación de los mismos. Además, se hará un análisis descriptivo de los resultados obtenidos con las distintas metodologías empleadas y se recogerán propuestas de mejora de cara al próximo curso.

Algerian natural montmorillonites for arsenic(III) removal in aqueous solution

The adsorption of As(III) from aqueous solutions using naturally occurring and modified Algerian montmorillonites has been investigated as a function of contact time, pH, and temperature. Kinetic studies reveal that uptake of As(III) ions is rapid within the first 3 h, and it slows down thereafter. Equilibrium studies show that As(III) shows the highest affinity toward acidic montmorillonite even at very low concentration of arsenic. The kinetics of As(III) adsorption on all montmorillonites used is well described by a pseudo-second-order chemical reaction model, which indicates that the adsorption process of these species is likely to be chemisorption. Adsorption isotherms of As(III) fitted the Langmuir and Freundlich isotherm models well. The adsorption of As(III) is pH-dependent obtaining an optimal adsorption at pH 5. From the thermodynamic parameters, it is concluded that the process is exothermic, spontaneous, and favorable. The results suggest that M1, M2, and acidic-M2 could be used as low-cost and effective filtering materials for removal of arsenic from water.

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.