Laboratorio avanzado en electroquímica
(Curso Académico 2024 - 2025)

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• CG01 - Tener habilidad en el empleo de las principales fuentes de información y documentación, incluyendo el manejo de bases de datos e internet

• CB09 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
• CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo

• CE11 - Conocer los principios de la Química Física de Superficies y sus aplicaciones
• CE13 - Aplicar los conocimientos de la Electroquímica a la solución de problemas energéticos, medioambientales y la degradación de materiales.

Voltamperometría como técnica de caracterización de electrodos ("huella dactilar" del material).  Biosensores electroquímicos para la detección de compuesto de interés farmacéutico y medioambiental. Preparación de catalizadores y aplicación en sistemas electroquímicos de conversión y almacenamiento de energía. Mecanismos y cinética electroquímica utilizando el electrodo de disco rotatorio (RDE) y disco-anillo rotatorio (RRDE). Espectroscopías avanzadas para el estudio de sistemas electroquímicos.

Seminario 1.- Electrocatálisis: reacciones más importantes.
Seminario 2.- Componentes de una pila de combustible de electrolito polimérico. Estado del arte.
Seminario 3.- Electrodo de disco rotatorio (RDE) y disco anillo rotatorio (RRDE).
Seminario 4.- Raman espectroelectroquímico.
Práctica 1.- Electrocatálisis: reconocimiento del perfil voltamperométrico de distintos metales
Práctica 2.- Biosensores electroquímicos como dispositivos electroanalíticos para la detección de compuestos de interés farmacéutico y medioambiental: electrodos serigrafiados como sensor.
Práctica 3A.- Síntesis de nanopartículas metálicas soportadas en carbono de alta área superficial (M/C). Preparación y activación de una membrana intercambiadora de protones (Nafion). Preparación de capas difusoras de gases (GDLs).
Práctica 3B.- Preparación de capas catalíticas (CLs) con las M/C sintetizados en la Practica 3A. Ensamblaje de una MEA (montaje de electrodos y membrana) con los componentes preparados en las Prácticas 3A y 3B. Ensamblaje de una pila de combustible con la MEA preparada y prueba en una estación de pila de combustible (PEMFC). Curvas de polarización y de potencia.
Práctica 4.- Electrodo de disco rotatorio (RDE): identificación de un comportamiento reversible y cuasi reversible. Registro de curvas de polarización. Influencia de la velocidad de rotación.
Práctica 5.- Electrodo de disco anillo-rotatorio (RRDE): estudios mecanísticos y cinéticos de una reacción de interés empleando la técnica del RRDE. Preparación de un electrodo de trabajo a partir de las M/C sintetizados en la Practica 3A.
Práctica 6.- Elucidación de sitios activos superficiales sobre distintos catalizadores a través del Raman espectroelectroquímico.

El alumnado dispondrá de artículos y bibliografía en inglés. Parte de los informes que deban entregar deberán realizarlos en inglés.

Seminarios: serán actividades monográficas supervisadas con participación compartida (profesores y estudiantes). La finalidad es construir conocimiento a través de la interacción y la actividad de los estudiantes. Se trabajará sobre diferentes aspectos: planteamiento y resolución de casos, resolución de problemas o pruebas de respuesta corta por parte de los alumnos, profundización sobre un tema y puesta en común, exposiciones orales de los alumnos, etc.
 
Prácticas de laboratorio: consistirán en la realización de una serie de experiencias diseñadas para el aprendizaje de las técnicas electroquímicas y sus aplicaciones, con el seguimiento y apoyo del profesor que revisará de forma continua el desarrollo del trabajo experimental. En las praácticas se abordarán la preparación de muestras, el aprendizaje del funcionamiento de instrumentos, la aplicación de distintas técnicas instrumentales, el análisis de los resultados obtenidos, etc. Una vez finalizada la clase en el laboratorio, los alumnos elaborarán un informe detallado presentando un análisis crítico de los resultados obtenidos y las conclusiones alcanzadas.
 
Tutorías: se considerarán periodos de instrucción y/o de orientación realizados por el profesor con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas presentados en las sesiones de prácticas, seminarios, lecturas, realización de trabajos, preparación de exposiciones. etc. Se podrán realizar en pequeños grupos o incluso de forma individualizada si las circunstancias así lo aconsejan.

La IA puede ser usada como una primera aproximación a un problema pero es necesario analizar las respuestas de manera crítica, contrastando la información, para llegar a un resultado creativo que permita el aprendizaje y evite algunos de los problemas derivados del uso de la IA.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	24,00	0,00	24,0	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias	4,00	0,00	4,0	[CE13], [CE11]
Asistencia a tutorías	2,00	0,00	2,0	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]
Estudio autónomo	0,00	15,00	15,0	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]
Preparación de seminarios, elaboración de memorias y/o informes de las prácticas realizadas, resolución de ejercicios que le haya entregado el profesor, preparación de debates, preparación de exposición oral.	0,00	30,00	30,0	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]
Total horas
Total ECTS

Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications. Allenn J. Bard and Larry R. Faulkner. Ed. John Wiley & Sons, Inc. Second Edition (2001)

. Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications.Wolf Vielstich, Arnold Lamm, Hubert A. Gasteiger (March 2003) ISBN: 978-0-471-49926-8
 

Understanding Voltammetry.  Richard G. Compton and Craig E. Banks. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd (2009)

L.M. Rivera-Gavidia, I. Fernández de la Puente, M.A. Hernández-Rodríguez, V. Celorrio, D. Sebastián, M.J. Lázaro, E. Pastor, G. García, Bi-functional carbon-based catalysts for unitized regenerative fuel cells, Journal of Catalysis 387 (2020) 138–144. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.04.007

Luis Miguel Rivera Gavidia, Gonzalo García, Dalila Anaya, Amaia Querejeta,Francisco Alcaide, Elena Pastor, Carbon-supported Pt-free catalysts with high specificity and activitytoward the oxygen reduction reaction in acidic medium, Applied Catalysis B: Environmental 184 (2016) 12–19. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.11.021

L.M. Rivera-Gavidia, M. Luis-Sunga, M. Bousa, V. Vales, M. Kalbac, M.C. Arévalo,E. Pastor, G. García, S- and N-doped graphene-based catalysts for the oxygen evolution reaction, Electrochimica Acta 340 (2020) 135975. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.135975

Electrode Kinetics for Chemists, Chemical Engineers and Material Scientists. Elizier Gileadi. VCH Publishers, Inc.(1993)

La Evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación (REC) de la Universidad de La Laguna (Boletín Oficial de la Universidad de La Laguna de 23 de junio de 2022), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación o Modificación vigente.

1.- Evaluación continua
La calificación, tanto de la primera como la segunda convocatoria, se basará en la evaluación continua (EC), donde se considerará la asistencia y la participación en las diferentes actividades de la asignatura (presenciales o virtuales), las tareas marcadas, las exposiciones orales de trabajos, la evaluación a través de cuestionarios on-line de los temas vistos en clase, así como de la comprensión de los procedimientos que se realizarán en el laboratorio, la actitud y el método de trabajo durante las prácticas y los informes de las mismas. Algunas actividades serán realizadas en inglés. Todo el alumnado está sujeto a EC en la primera convocatoria salvo el que se acoja a la evaluación única (EU) en el plazo descrito por el REC (descrita posteriormente). El alumno que no asista a las prácticas de laboratorio o al 100 % del resto de las clases, no podrá superar la asignatura por EC. Las tareas de seminarios, trabajos, ejercicios y exposiciones orales son actividades obligatorias y podrán recuperarse a lo largo del curso o en la fecha indicada en el calendario para la primera y segunda convocatoria de la asignatura. Además, se entenderá agotada la primera convocatoria de la asignatura desde que el alumnado se presente a cualquier combinación de pruebas evaluativas cuya suma de ponderaciones sea igual o superior al 50 % de las actividades de EC. La relación de actividades evaluativas, su ponderación (en paréntesis) y la distribución tentativa en el curso es la siguiente:

- Trabajos, proyectos, informes y ejercicios realizados a propuesta del profesorado (seis prácticas, cada informe será de 5%). Total 30%
- Las exposiciones orales realizadas por el alumno (5%)
- La realización de cuestionarios u otras actividades (participación en foros, wiki,...) en aula virtual (seis cuestionarios y actividades, cada unos erá de 3.3%). Total 20%
En el laboratorio se evaluará (45%):
- La asistencia participativa (2,5%)
- La manipulación del material y equipos (10%)
- La organización del trabajo (10%)
- La comprensión y empleo del guión de prácticas (10%)
- La realización de cálculos (10%)
- El trabajo en equipo, etc. (2.5%)

Para el alumnado que no cumpla con alguno de los requisitos para la superación de la asignatura y hubiera agotado la evaluación contínua, la calificación en acta nunca será superior a 4 sobre 10.

2.- Evaluación única
El alumnado que se acoja a la modalidad de EU lo tendrá que comunicar al profesorado responsable de la asignatura, por correo electrónico, en el plazo de un mes desde el inicio del cuatrimestre correspondiente (ver art. 5.4 y 5.5 del REC). La evaluación única se llevará a cabo en las dos convocatorias de la asignatura. Consistirá en una prueba de evaluación escrita de todos los temas desarrollados. Además, para superar la asignatura, serán obligatorias la realización de las prácticas en las fechas establecidas, la entrega de los informes y la realización de prueba final escrita sobre las prácticas. La asignatura se considerará superada cuando la nota final, tanto en EC como en EU, sea de 5/10.
 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Evaluación de las exposiciones orales realizadas por el alumno	5,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Realización de cuestionarios u otras actividades (participación en foros, wiki,...) en aula virtual	10,00 %
Trabajos y proyectos	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Evaluación de los trabajos, proyectos y ejercicios realizados a propuesta del profesorado	10,00 %
Informes memorias de prácticas	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Evaluación de las actividades no presenciales relacionadas con las clases de laboratorio: memorias y/o informes de las prácticas entregados.	30,00 %
Escalas de actitudes	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Asistencia participativa y trabajo en equipo,	5,00 %
Técnicas de observación	[CG01], [CB10], [CB09], [CE13], [CE11]	Manipulación del material y equipos, organización del trabajo, comprensión y empleo del guión de prácticas, realización de cálculos, etc	40,00 %

La asignatura se desarrolla en el segundo cuatrimestre, al tratarse de una materia a llevar a cabo en el laboratorio se harán sesiones de 4 y 4,5 horas de prácticas

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 2:			0.00	0.00	0.00
Semana 3:			0.00	0.00	0.00
Semana 4:			0.00	0.00	0.00
Semana 5:	Seminario y práctica1		4.50	6.75	11.25
Semana 6:	Práctica 2		4.50	6.75	11.25
Semana 7:	Seminario y práctica 3		4.50	6.75	11.25
Semana 8:	Seminario y prácticas 4 y 5		9.00	13.50	22.50
Semana 9:	Seminario y práctica 6		4.50	6.75	11.25
Semana 10:	Examen		3.00	4.50	7.50
Semana 14:			0.00	0.00	0.00
Total			30.00	45.00	75.00