Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - Materials Science ...

3. Híbridos organo-inorgánicos para
sensores electroquímicos
Palabras clave: sensores electroquímicos, inteligencia
artificial (IA), híbridos organo-inorgánicos
Se han proseguido los trabajos en la línea sobre preparación
de electrodos de membrana basados en materiales
organopolisiloxánicos que incorporan especies
sensibles a iones. Además de compuestos macrocíclicos
específicos de cationes alcalinos se han encapsulado
otros agentes sensibles mas complejos como por
ejemplo líquenes. Así, electrodos basados en materiales
híbridos liquen/organopolisiloxano muestran una
especial respuesta, rápida y sensible, a iones de metales
pesados (Cd 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ ) en agua. Por otro lado
hemos continuado con nuestras investigaciones sobre
aplicación de métodos de inteligencia artificial para el
control de matrices de electrodos. Así, utilizando por
primera vez en Química de Materiales la técnica CBR
(Case-Base Reasoning) hemos desarrollado un equipo
que permite evaluar sistemas multicomponentes en
fase líquida (lengua electrónica). Se ha aplicado con
éxito en la evaluación de la calidad de agua y actualmente
se ensayan otros líquidos complejos.
3. Organic-inorganic hybrid materials for
electrochemical devices
Keywords: organic-inorganic hybrid materials, artificial
intelligence (AI), electrochemical sensors
Materials able to be processed as electrode membranes
based on organopolysiloxane matrices entrapping sensitive
species is a current research topic in our group.
Besides the studies on electrodes incorporating
macrocyclic compounds as sensing agents mainly for
alkaline cations, we have prepared new materials incorporated
in the organopolysiloxane matrix more complex
systems such as lichens. Electrodes based in
lichen-organopolysiloxane materials show a sensitive
and fast electrochemical response to low concentrations
of heavy metals ions (e.g. Cd 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ )in
water. We have also followed the research on systems
based on ion-selective electrochemical sensors
(Electrode Ion-selective Sensor Array System, EISAS)
controlled by AI. The Case-Base Reasoning (CBR) tool
was successfully applied as a pattern recognition technique
to control an electrochemical sensor array. The
ability of the CBR system has demonstrated to be a
powerful tool for evaluation of water quality. Current
activities are focused on recognition of multicomponent
elements in complex liquids.
1. Darder, M.; Colilla, M.; Lara, N.; Ruiz-Hitzky, E., J. Mater. Chem. 12 (2002) 3660-3664.
2. Colilla, M.; Conde, C.J.; Ruiz-Hitzky, E., The Analyst, 127 (2002) 1580-1582.
3. Darde, M.; Colilla; Lara, N.; Ruiz-Hitkzy, E.; “Sensores basados en líquenes para la determinación de plomo” en Resúmenes del III
Taller Iberoamericano sobre Educación en Ciencia e Ingeniería de Materiales, UAM, Madrid 2002, p. 6.5.
Proyectos:
Materiales inorgánicos y derivados organo-inorgánicos para baterías de ion litio y pilas de combustible. Código: MAT2000-1585-C03-
01, Período: 28/12/2000 - 27/12/2003, Fuente de financiación: CICyT, Importe total (euros): 79.935, Investigador Principal: Ruiz-
Hitzky, E., Investigadores: Sanz, J.; Aragón de la Cruz, F.; Casal, B.; Galván, J.C.; Aranda, P.; Martín-Luengo, M. A.; Amarilla, J.M.;
Herrero,P.; Fullea,J., Becarios y Doctorandos: Villanueva, A.; Darder, M.; Fernández-Saavedra, R.; Colilla, M.
4. Materiales híbridos organo-inorgánicos
y de intercalación para baterías de
litio
Palabras clave: baterías de litio, compuestos de intercalación,
materiales híbridos
Se ha proseguido con el estudio de materiales organoinorgánicos
preparados por intercalación de especies
orgánicas moleculares o poliméricas en sólidos inorgánicos
laminares con vistas a su empleo como elementos
de baterías de Li. Sistemas basados tanto en pentóxido
de vanadio xerogel como en sulfuros laminares de
titanio y tántalo modificados con compuestos macrocíclicos
oxietilénicos han sido empleados como cátodos
de baterías de litio para tratar de modular la inserción/desinserción
de Li + . Microcomposites de carbónpentóxido
de vanadio preparados por una nueva vía
coloidal han demostrado ser excelentes materiales de
cátodo. Por otro lado, la descomposición térmica o química
de citratos mixtos de Ni y Co, conduce a fases del
sistema Li y Ni 1-x Co x O 2 de gran interés tecnológico por sus
propiedades como cátodos.
4. Organic-inorganic hybrid and
intercalation materials for lithium
batteries
Keywords: lithium batteries, intercalation compounds,
hybrid materials
We have followed with the study of organic-inorganic
hybrid materials, prepared by intercalation of molecular
or polymeric organic species into layered inorganic
solids, of interest for their application as components
of Li-batteries. Among them intercalation compounds
derived from oxyethylene macrocyclic compounds and
vanadium pentoxide xerogel as well as Ta and Ti sulphides
have been tested as cathode material in rechargeable
Li-batteries. Carbon-vanadium pentoxide microcomposites
prepared by a new colloidal route have showed
to be outstanding cathode materials. On the other
hand, the thermal or chemical decomposition of Ni-Co
mixed citrates allow the preparation of Li y Ni 1-x Co x O 2
phases of great technological interest because of their
excellent properties as cathode materials.
1. Villanueva, A.; “Inserción electroquímica de litio en materiales nano- y micro-estructurados: aplicación en baterías recargables”, Tesis
Doctoral, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid 2002
2. Pérez-Cappe, E.; Mosqueda-Laffita, Y.; Echeverría, Y.; Ruiz-Hitzky, E.; Aranda, P.; “Synthesis and characterization of Li x
Ni 0.8
Co 0.2
O 2
electrode
material from Li-Co-Ni citrate precursors” en Procedeengs of Iberosensors 2000, B22 (2002), 90-93.
3. Mosqueda, Y.; Pérez-Cappe, E.; Aranda, P., Ruiz-Hitzky, E., “Study of the Li y
Ni 0.80
Co 0.20
O 2
cathode material prepared from citrate precursors”,
libro de Resúmenes del III Taller Iberoamericano sobre Educación en Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad Autónoma
de Madrid, Madrid 2002, p. 5.3.
Proyectos: Materiales inorgánicos y derivados organo-inorgánicos para baterías de ion litio y pilas de combustible. Código: MAT2000-
1585-C03-01, Período: 28/12/2000 - 27/12/2003, Fuente de financiación: CICyT, Importe total (euros): 79.935, Investigador Principal:
Ruiz-Hitzky, E., Investigadores: Sanz, J.; Aragón de la Cruz, F.; Casal, B.; Galván, J.C.; Aranda, P.; Martín-Luengo, M. A.; Amarilla, J.M.;
Herrero,P.; Fullea,J., Becarios y Doctorandos: Villanueva, A.; Darder, M.; Fernández-Saavedra, R.; Colilla, M.
CSIC-CITMA 2001CU0007
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