Título:
|
Hydrogen photochemical production in a microreactor with Au/TiO2 nanoparticles; Producción fotoquímica de hidrógeno en un microreactor con nanopartículas Au/TiO2; Producció fotoquímica d’hidrogen en un microreactor amb nanopartícules Au/TiO2
|
Autor/a:
|
Chausse Calbet, Victor
|
Otros autores:
|
Llorca Piqué, Jordi |
Abstract:
|
The major aim of this bachelor’s thesis is the production of hydrogen (H2) from mixtures containing water (H2O) & ethanol (EtOH) by means of a photocatalytic process using Au/TiO2 nanoparticles. The reaction was carried out in a quartz microchannel plate inside of a photoreactor equipped with LEDs emitting at 365 nm. Two configurations were analyzed regarding the situation of the photocatalyst with respect to the liquid reactants: microslurry and microdeposition. In the former, Au/TiO2 was dispersed into the solution mixture containing water and ethanol. In the latter, microchannels walls were coated with the photocatalyst. H2 generation was characterized employing gas chromatography analysis with a gas carrier of argon (Ar). The work developed at the laboratory includes the design and implementation of the experimental set-up, as well as the preparation of Au/TiO2 nanoparticles and its deposition inside of the quartz microchannels. Polydimethylsiloxane (PDMS) layers were fabricated to seal the microchannels plate by means of an oxygen plasma treatment (OPT). The performance of the system was monitored depending on parameters such as catalyst loading, light intensity, gas & liquid flux and EtOH relative concentration. The best results in H2 production were obtained for the microdeposition configuration. Photocatalyst activity (A) was found to be increased by a factor 3.5 with respect to the photoactivity presented by the microslurry configuration. |
Abstract:
|
El objetivo principal de este trabajo es la producción de hidrógeno (H2) a partir de soluciones de agua (H2O) y etanol (EtOH) por medio de un proceso fotocatalítico con nanopartículas de oro sobre dióxido de titanio (Au/TiO2). La reacción fue llevada a cabo en una placa de microcanales de cuarzo en un fotoreactor equipado con LEDs emitiendo a 365 nm. Dos fueron las configuraciones analizadas en lo que se refiere a la situación del fotocatalizador respecto a los reactivos líquidos: microslurry y microdeposición. En la primera, las nanopartículas Au/TiO2 fueron dispersadas en la solución de agua y etanol. En la segunda, las paredes de los microcanales fueron impregnadas con el fotocatalizador. La generación de H2 fue caracterizada mediante análisis de cromatografía de gases, con argón (Ar) como gas portador. El trabajo desarrollado en el laboratorio incluye el diseño y la implementación del montaje experimental, así como la preparación de las nanopartículas Au/TiO2 y su deposición sobre el interior de los microcanales de cuarzo. Capas de polidimetilsiloxano (PDMS) fueron fabricadas para sellar la placa de microcanales mediante un tratamiento de plasma de oxígeno (OPT). El comportamiento del sistema fue monitorizado en la dependencia de parámetros como la carga de catalizador, la intensidad de la luz, los flujos de gas y líquido y la concentración relativa de EtOH. Los mejores resultados en producción de H2 fueron obtenidos para la configuración de microdeposición. La actividad (A) del fotocatalizador se vio incrementada en un factor 3,5 respecto a la actividad presentada por la configuración de microslurry. |
Abstract:
|
L’objectiu principal d’aquest treball és la producció d’hidrogen (H2) a partir de solucions d’aigua (H2O) i etanol (EtOH) per mitjà d’un procés fotocatalític amb nanopartícules d’or sobre diòxid de titani (Au/TiO2). La reacció fou duta a terme en una placa de microcanals de quars en un fotoreactor equipat amb LEDs emetent a 365 nm. Dues configuracions van ésser analitzades pel que fa a la situació del fotocatalitzador respecte els reactius líquids: microslurry i microdeposició. En la primera, les nanopartícules Au/TiO2 foren dispersades en la solució d’aigua i etanol. En la segona, les parets dels microcanals van ésser impregnades amb el fotocatalitzador. La generació d’H2 fou caracteritzada empleant anàlisi de cromatografia de gasos, amb argó (Ar) com a gas portador. La feina desenvolupada al laboratori inclou el disseny i la implementació del muntatge experimental, així com la preparació de les nanopartícules Au/TiO2 i la seva deposició sobre l’interior dels microcanals de quars. Capes de polidimetilsiloxà (PDMS) van ésser fabricades per a sellar la placa de microcanals mitjançant un tractament de plasma d’oxigen (OPT). El comportament del sistema fou monitoritzat depenent de paràmetres com ara la càrrega de catalitzador, la intensitat de la llum, els fluxos de gas i líquid i la concentració relativa d’EtOH. Els millors resultats en producció d’H2 s’obtingueren per la configuració de microdeposició. L’activitat (A) del fotocatalitzador es veié incrementada en un factor 3,5 respecte a l’activitat presentada per la configuració de microslurry. |
Materia(s):
|
-Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química física -Nanoparticles -Photocatalysis -Solar energy -Energetic resources -Materials -Nanoparticles -Hydrogen production -Energía solar -Fuentes de energía -Nanopartícules -Fotocatàlisi |
Derechos:
|
S'autoritza la difusió de l'obra mitjançant la llicència Creative Commons o similar 'Reconeixement-NoComercial- SenseObraDerivada'
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/ |
Tipo de documento:
|
Trabajo/Proyecto fin de carrera |
Editor:
|
Universitat Politècnica de Catalunya
|
Compartir:
|
|