ABSTRACT In this work a study based on the Density Functional Theory of graphene sheets doped with atoms of Fe, Co and Ni is carried out. The functional PBE1PBE and the pseudopotentials LANL2DZ for the metal atoms, and the 6-31G ++ (d) bases for the carbon atoms were adopted. Three systems formed by the substitution of a carbon atom by one of Fe, Co and Ni, respectively, are analyzed. The energetic, electronic and chemical reactivity properties were studied, making a systematic comparison with a pure graphene sheet. In order to simulate the presence of the solvent in the systems under study, the SCRF = PCM (Self Consistent Reaction Field = Polarizable Continuum Model) was used. In addition, for each system the catalytic properties for O2 adsorption were determined. Our results indicate that the presence of metal heteroatoms and water as solvent modifies the chemical reactivity and the adsorption of dioxygen, which could be determinant on the catalytic properties of doped graphene. The nickel-doped graphene sheet results to be the most reactive and it is the one with the most favorable energy for the adsorption of oxygen.

RESUMEN En este trabajo se realiza un estudio basado en la Teoría del Funcional de la Densidad de láminas de grafeno dopadas con Fe, Co y Ni. Se adopta el funcional PBE1PBE y los pseudopotenciales LANL2DZ para los átomos metálicos y las bases 6-31G++(d) para los átomos de carbono. Se analizan tres sistemas formados por la sustitución de un átomo carbono por uno de Fe, Co y Ni, respectivamente. Se estudiaron las propiedades energéticas, electrónicas y la reactividad química, haciendo una comparación sistemática con una lámina de grafeno puro. Para simular la presencia del solvente en los sistemas de estudio se empleó el modelo SCRF=PCM (Self-Consistent Reaction Field=Polarizable Continuum Model). Asimismo, se determinaron las propiedades catalíticas de los sistemas frente a la adsorción de O2. Los resultados indican que la presencia del heteroátomos metálicos y agua como solvente modifica la reactividad química y la adsorción de dioxígeno, lo que podría ser determinante en las propiedades catalíticas del grafeno dopado. La lámina de grafeno dopado con níquel resulta la más reactiva y la que presenta energía más favorable frente a la adsorción de oxígeno.

Abstract: Antimony triiodide is a versatile compound that is not studied in detail in the current Inorganic Chemistry literature at the undergraduate level. In this work we propose a simple microscale synthesis describing two other interesting properties which are not reported in the common chemical literature: photo-oxidation and acid-base reaction in non-aqueous media. The experiment can be successfully and safely achieved in a two-hour lab class at the sophomore level.

Resumen: El triioduro de antimonio es un compuesto versátil que no se describe detallada-mente en la bibliografía de Química inorgánica que se emplea habitualmente en las carreras de grado. En este trabajo proponemos su síntesis en microescala y describimos 2 propiedades interesantes que no se reportan en la bibliografía química más accesible: la fotooxidación y su reactividad ácido-base en solventes no acuosos. La experiencia puede realizarse de manera exitosa y segura en una clase de laboratorio de 2 h en un curso básico de Química inorgánica.

The development and working performance of a protón exchange membrane fuel cell stack (PEMFCS) which was installed at Base Esperanza belonging to the Argentinean Army in the Antarctic territory is presented. The set designed and installed allows working with mínimum peripherical devices and can be operated and maintained by personnel with basic training. The ohmic resistance of the battery is the same that could be obtained from six elements in series; the Tafel slope is 80 mV/dec. Stability experiments were performed during 2278 hours, and the energy generated was 4.2 kWh.

En este trabajo se presenta el desarrollo completo de una batería de tipo membrana de electrolito polimérico (protón exchange membrane fuel cell stack, PEMFCS), y se muestra el funcionamiento de un sistema experimental completo que está siendo probado en la Base Esperanza que el Ejército Argentino posee en la Antártida. El conjunto desarrollado permite trabajar con un mínimo de componentes periféricos y ser manejado por personal entrenado con capacitación básica para su operación y mantenimiento. La resistencia óhmica de la batería no difiere de la que se obtendría con seis elementos en serie; su pendiente de Tafel es de 80 mV/déc. Las pruebas de estabilidad en el tiempo alcanzaron 2278 horas y la energía entregada en ese tiempo fue de 4.2 kWh.