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Profesional USACh culminó con éxito su estancia de investigación doctoral en laboratorios de Materiales de la FCI

Con la aprobación con distinción máxima de la tesis titulada "Evaluación de nuevos materiales con estructura tipo K2NiF4 para ser utilizados como electrolitos en pilas de combustible de óxido sólido", finalizó su estancia de investigación doctoral en el Instituto de Materiales y Procesos Termomecánicos (IMPT) de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería UACh, el ingeniero físico Carlos Mariño.

El profesional egresado de la Universidad de Santiago de Chile, llegó a Valdivia en agosto de 2018, finalizando su estancia de investigación en junio pasado, para luego rendir su examen de grado conducente al grado de doctor en ciencias de la ingeniería mención ciencias e ingeniería de materiales de la USACh.

“Escogí la UACh principalmente porque aquí había una investigadora dedicada a la línea de investigación que venía trabajando desde mi pregrado y es la línea de trabajo que involucra las tecnologías relacionadas a la producción, transformación y almacenamiento de hidrógeno. Por este motivo la doctora Loreto Troncoso se convirtió en mi tutora de tesis. Junto a ella realizamos investigación de gran nivel, obteniendo 3 publicaciones WoS, congresos nacionales e internacionales y estadías de investigación en el Centro Atómico de Bariloche” precisó Mariño.

Respecto de su estadía en Valdivia la calificó de extraordinaria. “Mi experiencia en la Universidad Austral de Chile fue extraordinaria. Desde el inicio me hicieron sentir parte de la gran familia que compone al IMPT, en especial Don Mauricio y la Srta. Milena, parte del equipo administrativo del instituto. Agrega que durante su estadía en la UACh pudo participar de las diversas actividades extracurriculares que la universidad ofrece, desde cursos de inglés hasta taller de navegación a vela. Así como también pude disfrutar de la región de los ríos en su envergadura turística y gastronómica. Además de ello, la Facultad me dio una beca de alojamiento lo que me ayudo a financiar una parte importante de mi estancia en Valdivia” señaló.

La académica patrocinante de la tesis doctoral, Dra. Loreto Troncoso destacó por su parte, la calidad como investigador de Carlos Mariño. “Realmente creo que la gran calidad de su tesis doctoral fue el resultado de tres años de arduo trabajo, en el que fue capaz de analizar una inmensa cantidad de información, demostrando siempre mucha disciplina y compromiso con su investigación. Siempre estuvo dispuesto a ir más allá de lo evidente, razón por la cual creo que se le viene un futuro brillante en donde siempre destacará por su tremenda capacidad de análisis”.

Es importante destacar que gran parte de la investigación del proyecto de tesis fue desarrollada en los laboratorios del Instituto de Materiales y Procesos Termomecánicos de la FCI, exceptuando ciertos análisis más específicos que fueron realizados en otros centros de investigación. “Carlos comenzó a realizar su tesis cuando yo apenas llevaba un año en el IMPT y estaba recién comenzando a trabajar en mi proyecto Fondecyt de iniciación. Por esta misma razón, el tenerlo como alumno para mi significó un gran complemento, ya que en ese momento recién estaba empezando a implementar mis laboratorios” señaló la Dra. Troncoso.

El examen de grado conducente al grado de doctor se llevó a cabo el pasado 17 de agosto. La presentación fue aprobada con nota 7.0 y la comisión estuvo compuesta por la Dra. Paula Zapata (USACh); Dra. Judit Lisoni (UACh) y el Dr. Rodrigo Palma (UChile), además de la Tutora Dra. Loreto Troncoso y el Co-tutor Dr. Dinesh Singh.

 

Objetivo de la investigación

El objetivo de investigación fue el estudio de la síntesis y las propiedades estructurales, térmicas y eléctricas de nuevos materiales de óxidos de perovskita en capas tipo K2NiF4 usando derivados (La,Sr)(N,M)O4±δ (N= Al3+, Ga3+; M= Si4+, Zr4+, Mg2+) para constatarlos como posibles electrolitos en sistemas de pilas de combustible de óxido sólido. Este trabajo de tesis se dividió en 4 etapas fundamentales. La primera correspondió a la síntesis de los materiales que fueron propuestos mediante síntesis vía citrato-nitrato y síntesis mecánica. La segunda etapa correspondió a la caracterización estructural de las muestras mediante difracción de rayos X (DRX), difracción de neutrones (NPD), microscopía electrónica de barrido y de transmisión (SEM y TEM). La tercera parte correspondió a estudios de alta temperatura donde se realizó la caracterización de transformaciones de fase mediante calorimetría diferencial de barrido con termogravimetría (DCS- TG) y estudios de coeficiente de expansión térmica con dilatometría (TEC). La última etapa correspondió a la caracterización eléctrica mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) de alta temperatura. Estos análisis fueron realizados en diversos centros de investigación: en el IMPT (UACH), en la Unidad de Microscopía Electrónica (UME-UACH), En el Centro Atómico de Bariloche (Argentina), en el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (ICMM-España), en el Instituto Laue- Langevin (ILL-Francia) y en Paul Scherrer Institut (PSI-Suiza)

 El trabajo realizado en conjunto con la profesora Troncoso les permitió llegar a la obtención de tres publicaciones:

 

  1. Structural, electrical characterization and oxygen-diffusion paths in LaSrGa1-xMgxO4-d (x=0.0-0.2) layered perovskites: an impedance spectroscopy and neutron diffraction study, Mariño, C. , Basbus, J. , Larralde, AL , Alonso, JA. , Fernández-Díaz, MT. , Troncoso, L.. New Journal of Chemistry (2021) 45: 10248-10256, DOI: 10.1039/d1nj01662h
  2. Structural characterization and electrochemical properties of (La,Sr)(Al,Mg)O(4-d )perovskites Marino, C. , Basbus, J. , Alonso, JA. , Troncoso, L.. New Journal of Chemistry (2020) 44: 11608-11614. DOI: 10.1039/d0nj01682a
  3. Dual Oxygen Defects in Layered La1.2Sr0.8-xBaxInO4+ (x=0.2, 0.3) Oxide-Ion Conductors: A Neutron Diffraction Study, Troncoso L. , Mariño, C. , Arce, MD. , Alonso, JA.. Materials (2019) 12: 1624, DOI: 10.3390/ma12101624.

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