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Ingeniería Electroquímica

El grupo de Ingeniería Electroquímica trabaja en el estudio de tecnologías orientadas a un desarrollo sustentable de la industria y las comunidades. En este contexto, su trabajo incluye el análisis teórico de los procesos electroquímicos (modelos termodinámicos y cinéticos), la caracterización de nuevos materiales electródicos, la simulación computacional, la optimización de los parámetros de operación y la implementación de dichos procesos.

El grupo fue creado en el año 2014 por la Dra. Melanie Colet Lagrille, quien obtuvo un Ph.D. en Imperial College London en 2013 trabajando en un proyecto relacionado con el desarrollo de nuevos ánodos para celdas de combustible de óxido sólido. Ella además tiene experiencia en las áreas de Hidrometalurgia y Electrometalurgia (Magister en Metalurgia Extractiva, Universidad de Chile, 2009) y Producción Fotoelectroquímica de Hidrógeno, esta última asociada a su trabajo en Imperial College London.

GIE

Áreas de Investigación

Las Áreas de Investigación principales del Grupo de Ingeniería Electroquímica son: Procesos de Generación y Almacenamiento de Energía (Celdas de Combustible y Producción de Hidrógeno), Electroquímica Ambiental (Tratamiento de Aguas y Residuos Industriales/Domiciliarios), y Metalurgia Extractiva (principalmente, procesos Hidro-Electrometalúrgicos).

Procesos de Generación y Almacenamiento de Energía

Las tecnologías electroquímicas para la generación y almacenamiento de energía van desde las baterías y los supercondensadores hasta las celdas de combustible y la producción de hidrógeno. En este último grupo, una serie de dispositivos han sido estudiados y desarrollados para la producción de energía en menor o mayor escala, usando celdas de baja temperatura (por ejemplo, celdas de combustible tipo PEM) hasta celdas de combustible de alta temperatura (por ejemplo, celdas de combustible de óxido sólido).

En cuanto a la producción de hidrógeno, el cual corresponde a un vector energético, sistemas similares a las celdas de combustible (pero operando en condiciones no espontáneas de reacción) pueden ser utilizados, además de la introducción de electrodos fotoactivos (basados en semiconductores como dióxido de titanio o hematita) para el aprovechamiento de la energía solar en estos procesos.

Los proyectos del Grupo de Ingeniería Electroquímica asociados a esta área son:

-Desarrollo de ánodos basados en óxidos de molibdeno y cobre para celdas de combustible de óxido sólido (de hidrógeno y del tipo carbón – aire).

-Desarrollo de foto-ánodos basados en óxidos de molibdeno y níquel para la producción foto-electroquímica de hidrógeno a partir de agua.

Electroquímica Ambiental

La electroquímica ambiental es una aplicación emergente de la ingeniería electroquímica, la cual es impulsada por la sensibilización social hacia la conservación del medio ambiente, así como las mejoras en las legislaciones de los países que limitan las concentraciones de residuos en los efluente y emisiones, lo cual conllevó a la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de tratamiento de residuos.

Los principales campos de aplicación de la electroquímica ambiental son la detección de contaminantes, remediación, reciclaje de metales y desinfección de agua y efluentes de residuos.

Los proyectos del Grupo de Ingeniería Electroquímica asociados a esta área son:

-Fabricación de un dispositivo electroquímico de bajo costo para la desinfección de aguas naturalmente contaminadas.

-Fabricación y caracterización de ánodos para una celda de combustible biológica usando Acidiphilium cryptum.

Metalurgia Extractiva

Los procesos de hidrometalurgia y electrometalurgia son fundamentales para la recuperación eficiente de metales de alto valor, particularmente cobre y molibdeno. El estudio de estos procesos involucra desde el análisis de la termodinámica de soluciones hasta la caracterización de los procesos cinéticos involucrados en operaciones como la lixiviación y la electro obtención o electro refinación.

Además, durante los procesos de flotación, se pueden observar varios fenómenos de superficie asociados a la oxidación-reducción de los compuestos y minerales involucrados, los cuales pueden ser estudiados con rigurosidad por medio de herramientas y teorías electroquímicas.

Los proyectos del Grupo de Ingeniería Electroquímica asociados a esta área son:

-Estudio de un proceso de recuperación de cobalto desde relaves de una mina de cobre en Chile.

-Estudio electroquímico del efecto de bacterias como agentes depresantes de pirita en procesos de flotación con agua de mar.