Dpto. Química Aplicada - Kimika Aplikatua Saila

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http://hdl.handle.net/2454/10461

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Browsing Dpto. Química Aplicada - Kimika Aplikatua Saila by browse.metadata.doctorateProgram "Programa Oficial de Doctorado en Ingeniería de Materiales y Fabricación (RD 1393/2007)"

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    PublicationOpen Access
    Materiales funcionales imprimibles para aplicaciones electrónicas
    (2017) Aresti Bartolomé, Maite; Gandía Pascual, Luis; Arzamendi Manterola, Gurutze; Odriozola, María Aranzazu; Maiza, Iñaki; Química Aplicada; Kimika Aplikatua
    Las técnicas de impresión inkjet presentan un gran potencial en el sector de la electrónica impresa, ya que permiten el depósito de materiales funcionales sobre sustratos de diferente naturaleza permitiendo fabricar dispositivos electrónicos en condiciones relativamente accesibles. Uno de los problemas más importantes a los que se enfrenta la tecnología inkjet es la escasa disponibilidad de tintas funcionales comerciales así como su elevado precio. Por ello, el objetivo primordial de esta tesis ha sido el desarrollo de rutas de síntesis de tintas funcionales para aplicaciones de electrónica impresa partiendo de nanopartículas comerciales. Se han formulado con éxito tres tipos de tintas funcionales con un contenido en sólidos del 20-30 %, con buena estabilidad y buen comportamiento en cabezales de impresión industriales: i) tintas conductoras y transparentes basadas en nanopartículas de óxido de indio y estafío (ITO); ii) tintas conductoras basadas en nanopartículas de cobre, como alternativa a las tintas de plata existentes en el mercado; iii) tintas aislantes basadas en nanoparticulas de zirconia. Los métodos de síntesis se han mostrado robustos por la buena reproducibilidad que se ha conseguido cuando se han preparado lotes por diferentes técnicos siguiendo el mismo procedimiento experimental. La distribución de tamaños de las nanopartículas comerciales resultó de gran importancia sobre la funcionalidad final de las películas impresas. La funcionalidad también dependió críticamente de los espesores depositados en húmedo y del proceso de secado/curado de las películas. Las condiciones de secado/curado deben garantizar la eliminación de los componentes orgánicos de las tintas así corno lograr la fusión parcial o sinterizado de las nanopartículas para dar lugar a películas homogéneas. Las tintas de ITO han mostrado propiedades similares a otras desarrolladas en la literatura e incluso superiores en algunos casos, por lo que presentan un gran potencial industrial. Las tintas de cobre han mostrado unas propiedades comparables a algunas tintas comerciales de plata, si bien la mayoría de estas últimas superan en prestaciones a las fonnuladas en este trabajo. En cuanto a las tintas de zirconia, han dado lugar a películas muy homogéneas, con acabados de gran calidad, buena capacidad de aislamiento y alta rigidez dieléctrica. No ha sido posible evaluar su constante dieléctrica. La funcionalidad de las tintas desarrolladas se ha validado mediante la fabricación de diferentes dispositivos e lectrónicos (capacitivos y resistivos) que incorporan sensores impresos mediante la tecnología inkjet empleando cabezales de impresión industriales sobre sustratos de vidrio y Kapton (poliimida).
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    PublicationOpen Access
    Procesados de combustibles en microrreactores para la producción de H2: estudio mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)
    (2015) Uriz Doray, Irantzu; Arzamendi Manterola, Gurutze; Gandía Pascual, Luis; Química Aplicada; Kimika Aplikatua
    El principal objetivo que se plantea en esta memoria de tesis doctoral es el desarrollo de modelos CFD que permitan analizar los fenómenos que gobiernan el funcionamiento de reactores de microcanales de pared catalítica en las reacciones en fase gaseosa implicadas en los procesos de obtención de hidrógeno y gas de síntesis mediante reformado de metano y alcoholes. Los modelos CFD deben ser lo más representativos posible del comportamiento de estos microrreactores, para que así puedan ser útiles de cara a la mejora del diseño de estos dispositivos y en la exploración de su comportamiento bajo diferentes condiciones de operación. Junto con este objetivo global se plantean una serie de objetivos parciales: - Implementación en los códigos CFD de las ecuaciones cinéticas de las distintas reacciones objeto de estudio. - Estudio del efecto de la dimensión característica de los microcanales y estudio paramétrico de los diferentes procesos. - Estudio hidrodinámico del comportamiento de los sistemas de distribución del fluido en los microcanales. - Integración térmica de procesos en los microrreactores. - Análisis de la influencia de las pérdidas de calor. La investigación que se ha llevado a cabo durante este periodo de tesis doctoral ha dado lugar por el momento a 6 publicaciones científicas que se desglosan en 5 artículos en revistas indexadas en el JCR-Sci (Journal Citation Report, Science Edition) y un capítulo de libro. Los artículos se encuentran publicados en revistas situadas en el primer cuartil dentro de la categoría de Ingeniería Química y, en su conjunto, han recibido 43 citas (Web of Science, Thomson Reuters) hasta el momento en que se ha redactado esta memoria. Mi contribución a estos trabajos ha consistido en la elaboración de los modelos CFD de los microrreactores así como el estudio mediante simulación de la influencia de las condiciones de operación y de la dimensión característica en su comportamiento (análisis y discusión de resultados). Para elaborar estos modelos, ha sido necesario construir las geometrías de los modelos y discretizarlas. Así mismo, seleccionar los métodos de cálculo numérico, incluyendo la implementación de las ecuaciones cinéticas de las reacciones implicadas. Los resultados de las simulaciones se han comparado, cuando ha sido posible, con resultados experimentales de colegas de otros grupos de investigación con los que se mantienen colaboraciones, o bien con resultados publicados en la literatura. En cuanto al trabajo realizado en la elaboración del capítulo de libro, mi trabajo ha consistido en la realización de la revisión bibliográfica. En el capítulo 2 se recoge una reproducción de estos artículos con indicios de su calidad. En el capítulo 3 se presentará un resumen de los resultados más sobresalientes alcanzados. En el capítulo 4 se recogen las conclusiones del estudio. Finalmente, en el Anexo se recopilan algunos detalles de los modelos CFD desarrollados.