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This study aims to investigate the viability of using commercial graphene-like materials as Pt based anodic catalyst supports as an alternative to the extended use of carbon Vulcan XC-72, for the ethanol oxidation reaction (EOR). Among the different investigated catalysts, Pt supported on graphene nanoplatelets (GNPs) resulted to be the most active, which was attributed to a combination of a higher BET surface area and a slightly higher amount of nitrogen in comparison with other supports. A higher BET surface area of the support could mean a larger pore volume available to settle the metal particles, whereas a greater amount of nitrogen may improve its electrical conductivity. A complete optimization of the Pt metal loading and Pt-Ni ratio on the final anodic bimetallic catalyst was also performed to prepare a membrane electrode assembly (MEA) for a proton exchange membrane ethanol electrolysis cell (PEMEC). Finally, the metal loading on MEA was optimized towards the production of hydrogen and value-added products resulting from the EOR. The MEA based on the optimized anodic Pt-Ni/GNPs catalyst allow to obtain current density values around 590 mA·cm−2 (at 1.4 V), higher than previous studies based on Pt-Ru and Pt-Sn catalysts supported on Carbon Vulcan., Este estudio tiene como objetivo investigar la viabilidad del uso de materiales comerciales similares al grafeno como soportes de catalizadores anódicos basados ​​en Pt como una alternativa al uso extendido de carbono Vulcan XC-72, para la reacción de oxidación de etanol (EOR). Entre los diferentes catalizadores investigados, el Pt soportado sobre nanoplaquetas de grafeno (GNP) resultó ser el más activo, lo que se atribuyó a una combinación de un área de superficie BET más alta y una cantidad de nitrógeno ligeramente superior en comparación con otros soportes. Una mayor superficie BET del soporte podría significar un mayor volumen de poros disponible para sedimentar las partículas metálicas, mientras que una mayor cantidad de nitrógeno podría mejorar su conductividad eléctrica. También se realizó una optimización completa de la carga de metal Pt y la relación Pt-Ni en el catalizador bimetálico anódico final para preparar un conjunto de electrodos de membrana (MEA) para una celda de electrólisis de etanol con membrana de intercambio de protones (PEMEC). Finalmente, la carga de metal en MEA se optimizó hacia la producción de hidrógeno y productos de valor agregado resultantes de la EOR. Los MEA basados ​​en el catalizador anódico optimizado Pt-Ni/GNPs permiten obtener valores de densidad de corriente en torno a 590 mA·cm−2

The electrochemical activation of a Pt-KβAl2O3 catalytic system is studied for hydrogen production from ethanol. The in-situ intercalation of potassium ions onto the catalyst surface under negative polarization leads to hydrogen activation and an increase in the production rate under all explored conditions, observing a reproducible, controllable and reversible effect. Under ethanol partial oxidation conditions, the ions migration promotes oxidation dehydrogenation route vs. ethanol dehydration one. Moreover, the steam addition is evaluated through different reaction conditions: steam reforming, partial oxidation and autothermal reforming. The steam reforming reaction exhibits the highest initial catalytic activity; although a strong deactivation of the catalyst occurs due to carbonaceous species deposition. Comparing partial oxidation and autothermal reforming, the latter one presents the highest catalytic activity and the strongest electrochemical activation effect. These findings contribute to the Electrochemical Promotion of Catalysis phenomenon application to operando tuning the catalyst conversion towards hydrogen production, therefore expanding its application to hydrogen technology., Se estudia la activación electroquímica de un sistema catalítico Pt-KβAl 2 O 3 para la producción de hidrógeno a partir de etanol. La intercalación in situ de iones de potasio en la superficie del catalizador bajo polarización negativa conduce a la activación del hidrógeno y a un aumento en la tasa de producción en todas las condiciones exploradas, observando un efecto reproducible, controlable y reversible. En condiciones de oxidación parcial de etanol , la migración de iones promueve la vía de deshidrogenación por oxidación frente a la deshidratación de etanol. Además, la adición de vapor se evalúa a través de diferentes condiciones de reacción: reformado con vapor , oxidación parcial y reformado autotérmico . La reacción de reformado con vapor presenta la mayor actividad catalítica inicial ; aunque se produce una fuerte desactivación del catalizador debido a la deposición de especies carbonosas. Comparando la oxidación parcial y el reformado autotérmico, este último presenta la actividad catalítica más alta y el efecto de activación electroquímica más fuerte. Estos hallazgos contribuyen a la aplicación del fenómeno de la promoción electroquímica de la catálisis para operar la conversión del catalizador hacia la producción de hidrógeno, por lo tanto, expandiendo su aplicación a la tecnología del hidrógeno .

Serious game-based learning coupled with just-in-time teaching strategies was applied by offering six different questionnaires to evaluate student knowledge about the safety issues and theoretical concepts and protocols of laboratory exercises. The questionnaires were presented with an appearance similar to that of computer games by means of the Kahoot! platform. Passing the safety questionnaire was mandatory, and high scores were achieved by all the students, ensuring they all properly knew the laboratory safety rules. We consider this point essential in chemistry and engineering education, because future professionals must be aware of the importance of safety. In addition, responses to the questionnaires regarding the theory and procedures of each laboratory session allowed us to detect the main problems students had in the acquisition of the theoretical concepts before starting the practical activities. Additionally, the satisfaction of teachers and students with this methodology was also evaluated through surveys in the Moodle platform, showing consensus about the fact that the questionnaires are a valuable tool., Se aplicó el aprendizaje basado en juegos serios junto con estrategias de enseñanza justo a tiempo al ofrecer seis cuestionarios diferentes para evaluar el conocimiento de los estudiantes sobre temas de seguridad y conceptos teóricos y protocolos de ejercicios de laboratorio. Los cuestionarios se presentaban con una apariencia similar a la de los juegos de ordenador mediante el Kahoot! plataforma. La superación del cuestionario de seguridad era obligatoria y todos los alumnos obtuvieron altas puntuaciones, lo que garantiza que todos conocían correctamente las normas de seguridad del laboratorio. Este punto lo consideramos fundamental en la formación en química e ingeniería, porque los futuros profesionales deben ser conscientes de la importancia de la seguridad. Además, Las respuestas a los cuestionarios sobre teoría y procedimientos de cada sesión de laboratorio permitieron detectar los principales problemas que tenían los estudiantes en la adquisición de los conceptos teóricos antes de iniciar las actividades prácticas. Adicionalmente, también se evaluó la satisfacción de docentes y estudiantes con esta metodología a través de encuestas en la plataforma Moodle, mostrando consenso acerca de que los cuestionarios son una herramienta valiosa.

A potential method of storing and transporting hydrogen safely in a cost-effective and practical way involves the utilization of molecules that contain hydrogen in their structure such as ammonia. Because of its high hydrogen content and carbon-free molecular structure, as well as the maturity of related technology (easy liquefaction), ammonia has gained attention as a “hydrogen carrier” for the generation of energy. Unfortunately, hydrogen production from ammonia requires an efficient catalyst to achieve high conversion at low reaction temperatures. Recently, very attractive results have been obtained with low-surface-area materials. This review paper is focused on summarizing and comparing recent advances in novel, economic and active catalysts for this reaction, paying particular attention to materials with low surface area such as silicon carbide (SiC) and perovskites (ABO3 structure). The effects of the supports, the active phase and the addition of promoters in such low-porosity materials have been analyzed in detail. Advances in adequate catalytic systems (including support and active metal) benefit the perspective of ammonia as a hydrogen carrier for the decarbonization of the energy sector and accelerate the “hydrogen economy”.