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Académica UPLA experimentará con hidrogeles para contribuir en los ámbitos energético y ambiental

Abocada a diseñar, caracterizar y optimizar hidrogeles de grafeno, algo así como una esponja, para realizar en su interior reacciones electroquímicas y estudiar sus aplicaciones en materia ambiental y energética, se encuentra la Dra. en Química de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas de la Universidad de Playa Ancha, Macarena García Morgado.

En el contexto del proyecto Fondecyt 2018 “Diseño y caracterización de hidrogeles de grafeno modificados para aplicaciones electrocatalíticas”, la Dra. García propuso fabricar grafeno –sustancia de alto costo similar a una lámina derivada del carbono – pero con métodos sintéticos utilizando grafito, materia más económica.

Una vez obtenida la esponja, se realizará una conexión eléctrica para ocuparla como superficie y hacer la reacción electroquímica.

“El mayor desafío del proyecto es armar el electrodo, porque no sabemos cómo son los hidrogeles en realidad. No sabemos si esto va a ser duro, blando, o si lo vamos a tomar con una pinza y se va a desarmar. Eso es lo más difícil, la mecánica de armar el electrodo y poder generar una conexión eléctrica. Esto es, hacer una esponja y tratar de ponerle un cable para ocuparlo y pasarle corriente”, explicó la Dra. García.

Nitrito y oxígeno

La investigadora empleará nitrito y estudiará si lo puede censar y transformar mediante electroquímica, lo cual tiene relevancia ambiental, porque dicho compuesto es un contaminante hídrico que, al transformarse en nitrato, produce la llamada eutroficación de las aguas, es decir, la sobrepoblación de algas.

Igualmente, será un aporte para la descontaminación alimentaria. “El problema que tiene el nitrito fuera de la eutroficación, es que lo utiliza la industria de las carnes como preservante. El punto es que nosotros nos comemos una cantidad de este compuesto y el problema que tiene es que se ha reportado que el nitrito reacciona con compuestos que tenemos en el cuerpo, generando nitroderivados, que son potencialmente cancerígenos”.

En el ámbito energético, el proyecto buscará transformar el oxígeno molecular en agua o peróxido de hidrógeno, empleando baja energía. De lograrlo, los hidrogeles podrían ser utilizados como cátodos de celdas de combustible que generen hidrógeno y agua, convirtiéndose con ello en potencial fuente energética.

Las reacciones electroquímicas en el hidrogel considerarán, además, incorporar en él nanopartículas de dióxido de cerio y probar cómo ayuda a mejorar el comportamiento catalítico del hidrogel.

Para la investigación el proyecto contempló la adquisición de equipamiento como un horno para la síntesis hidrotermal, un sistema de producción de agua ultrapura Mili-Q, y un potenciostato, dispositivo que permitirá realizar las reacciones electroquímicas. Así también, la Pontificia Universidad Católica colaborará facilitando equipos específicos de microscopía.

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