Iberdrola II S.A.; Sociedad Española del Acumulador Tudor S.A.; Comunidad Económica Europea (Programa JOULE)

Generalitat Valenciana (Proyecto GV-1159/93)

No description available.

D.L. A 26-2008

No description available.

Este trabajo aborda el estudio teórico de la interacción entre oxígeno molecular y complejos biomiméticos de distintos metales de transición (LM-O2, M = Cu, Ni, Mn), mediante una estrategia computacional que combina cálculos con el método Difference-Dedicated Configuration Interaction (DDCI) y el análisis Valence Bond ortogonal (OVB) de la función de onda del estado fundamental. Se han analizado principalmente dos aspectos: (i) la identificación del estado fundamental y la posición relativa de los estados más bajos en energía y (ii) la extensión de la transferencia de carga entre los fragmentos LM y O2. Esta estrategia es especialmente adecuada para sistemas que presentan un carácter superóxido/peróxido intermedio, para los que las asignaciones experimentales concitan serias dudas. / The present work deals with the theoretical study of the interaction between molecular O2 and different transition metal biomimetic complexes (LM-O2, M = Cu, Ni, Mn), by means of a computational strategy combining Difference-Dedicated Configuration Interaction (DDCI) calculations and an Orthogonal Valence Bond (OVB) analysis of the ground state wave functions. Two main aspects have been analyzed: (i) the identification of the ground state and the relative position of the low-lying states and (ii) the extension of the charge transfer between the LM and O2 fragments. This strategy is particularly suited for systems presenting an intermediate superoxide/peroxide character, where the experimental assignments raise serious doubts.

En aquesta tesi ens centrem en les estructures d'or i la seva activitat catalítica. La tesi discuteix la producció d'epòxid de propè sobre les superfícies d'or, el mecanisme de formació de sistemes monodimensionals de gran interès tecnològic i la modelització de nanopartícules de sistemes reals amb activitat catalítica en processos essencials com l'activació de l'oxigen molecular.En general, els resultats aporten detalls acurats dels processos estudiats en total concordança amb la bibliografia com, per exemple, que l'epoxidació sobre la superfície d'Au(111) no és el camí més favorable o que el mecanisme de formació de nanofils be determinat per l'augment de coordinació dels àtoms que interaccionen. Igualment s'aclareix on i com succeeix la reacció de dissociació d'O2 sobre les nanopartícules d'or, delimitant la mida de les partícules actives. A més la tesis inclou simulacions microcinètiques per a optimitzar els processos que poden tindre lloc a la industria. / In this thesis we focus on the structures of gold and its catalytic activity. This thesis discusses about the production of propylene epoxide on gold surface, the formation mechanism of mono-dimensional systems with technological interest as well as the modelling of real nanoparticles with catalytic activity on essential processes such as molecular oxygen activation.In general, the results provide accurate details of the studied processes in agreement with the literature. For instance, that the epoxidation process on Au(111) surface is not the most favourable way; or that the formation mechanism of nanowires is determined by increased coordination of binding atoms. The results also illustrate where and how the reaction of O2 dissociation occurs on gold nanoparticles, delimiting the size of active particles. In addition, the thesis includes microkinetic simulations to optimize the processes that could be in industry.

The Doctoral dissertation titled “Theoretical Study of Phospholipid Membranes: the Complex Role of Cholesterol and Lipid Unsaturation” covers biological membrane modeling by means of molecular dynamics. The main focus of the dissertation is to study the role of phospholipid unsaturation and cholesterol in animal cell membrane properties. In general, it aims to find the molecular mechanisms underlying naturally occurring phenomena, such as the preference displayed by nature for phospholipids with an unsaturated sn-2 chain where the double bond is placed in its middle. Significant results were obtained regarding the importance of the double bond position in phospholipidic membranes. We report that lipids with a double bond in the middle of their acyl chain present the largest capacity to induce disorder in the membrane. We also found that this effect is enhanced when the unsaturated acyl chain is attached to the sn-2 lipid. Another important result obtained in this work is the explanation of the role of cholesterol as promoter of in-plane ordering due to its collective action over surrounding phospholipids. We report the natural preference of cholesterol to be placed in the second coordination shell in the membrane plane in respect to other cholesterols. In other words cholesterols do not like to be in direct contact with each other. This result strongly supports the umbrella theory. Additionally we found that cholesterols place themselves in respect to the others in a well-defined 3 fold symmetry pattern. The combination of these two features is likely responsible for the condensation effect, as the ordering of the lipid tails could be explained by their sandwiching between cholesterols. These results, never reported before, shed light on the reasons behind the natural lipid selection and the mechanism underlying the well-known ordering effects of cholesterol which are largely controversial. Final part of this Doctoral dissertation focuses on membranes that contain cardiolipins instead of cholesterol like the one present in the mitochondria. / L'objectiu principal d'aquesta tesi és estudiar el paper dels fosfolípids insaturats i del colesterol en les propietats de les membranes cel·lulars animals mitjançant dinàmica molecular clàssica. En general, s'han estudiat els mecanismes moleculars subjacents responsables de la preferència, dictada genèticament, per composicions lipídiques determinades en aquestes membranes. Per exemple, la preferència general pels fosfolípids insaturats amb un doble enllaç al mig de la cadena sn-2. Entre els resultats obtinguts destaquen les evidències trobades que justifiquen la importància de la posició del doble enllaç en els fosfolípids que constitueixen les membranes. S'ha observat que els fosfolípids insaturats amb un doble enllaç al mig de la cua presenten una major capacitat d'induir desordre en la membrana. Aquesta capacitat d'induir desordre es maximitza quan la cadena insaturada és la sn-2, posició genèticament afavorida. Un altre resultat important obtingut en aquest treball és l'explicació del paper del colesterol com a promotor d'ordre en el pla de la membrana a causa de la seva acció col·lectiva sobre els fosfolípids circumdants. Hem constatat la preferència natural del colesterol per col·locar-se en la segona esfera de coordinació en relació amb els altres colesterols adjacents. En altres paraules, al colesterol no li agrada estar en contacte directe amb altres colesterols. Aquest resultat dóna suport a la teoria del paraigües. A més, s'ha trobat que els colesterols s'emplacen entre ells formant un patró dinàmic amb simetria trigonal. Aquest resultat no és gens intuïtiu tenint en compte la naturalesa fluïda del medi i que els colesterols no es troben en contacte directe. La combinació d'aquestes dues característiques justifica el conegut efecte de condensació dels colesterols: colesterols adjacents ordenen les cues fosfolipídiques aixafant-les entre ells. Aquests resultats, fins ara desconeguts, aclareixen algunes de les raons existents darrere de la selecció natural dels lípids i els mecanismes responsables dels coneguts efectes de condensació que indueix el colesterol, que fins ara eren en gran mesura controvertits. Per acabar, aquesta tesi doctoral dedica el seu darrer capítol a l'estudi de membranes que contenen cardiolípids en comptes de colesterol, com és el cas de la membrana mitocondrial.

Durant molt temps, catàlisi homogènia ha estat gairebé sinònim amb catàlisi amb met¬alls de transició, amb un petit espai reservat a la biocatàlisi. Les coses han canviat molt en els últims anys. Des d'aproximadament l'any 2000, l'organocatàlisi, on el catalitzador és una molècula orgànica petita, sovint amb propietats quirals, ha crescut ràpidament fins a esdevenir un dels camps més importants de la química orgànica. A mesura que el camp de la investigació s'expandeix, el coneixement mecanístic esdevé més crítica per entendre les subtileses de la reacció i ajudar en el desenvolupament de processos més eficients. La química teòrica, amb la seva capacitat per localitzar els intermedis i estats de transició, pot ser molt útil en aquesta direcció. Aquesta tesi tracta de l'estudi com¬putacional del mecanisme de tres reaccions organocatalítiques representatives. 1. Hidroxialquilació Friedel-Crafts asimètrica d'indoles catalitzada per àcids de Brønsted quirals La catàlisi per àcids de Brønsted quirals és una àrea de ràpid creixement en organocatàlisi. L'aigua és una de les molècules més simples que pot actuar com a àcid de Brønsted. La coordinació de les molècules d'aigua a la funció carbonil en reaccions de Diels¬Alder i reordenaments de Claisen resulta en un increment de la velocitat de reacció. Carmona i col•laboradors van utilitzar una molècula d'aigua unida a un fragment d'iridi quiral com a catalitzador àcid de Brønsted per produir una reacció Friedel¬Crafts (FC) entre acetat de 3,3,3-trifluoromethylpyruvat i indole a baixa temperatura. Basant¬se en els seus resultats experimentals, hem dut a terme un estudi computacional en el mecanisme d'aquesta reacció i avaluat el paper catalític del complex de l'aigua amb iridi en aquesta reacció. La primera etapa de la reacció és la formació d'un enllaç C¬C juntament amb la transferència d'un protó de la molècula d'aigua al substrat, el segon pas és la l'etapa determinant, consistent en la transferència d'un protó de l'indole cap al grup OH provinent de la molècula d'aigua. El paper catalític del complex metàl.lic és la modulació de les propietats àcid / base de l'aigua coordinada, ja que la molècula d'aigua actua com a donador i acceptor de protons en les diferents etapes. Hem estat també capaços d'explicar l'origen de la l'estereoselectivitat del procés, que és el resultat d'una combinació subtil de les interaccions no covalents, tant atractives com repulsives, entre el catalitzador i el substrat. 2. Mecanisme de la síntesi enantioselectiva d'una cetona de Wieland-Miescher La cetona Wieland¬Miescher (WM) és un intermedi clau per a moltes reaccions. La preparació eficaç dels compostos de tipus cetona Wieland¬Miescher amb alta enantioselectivitat és per tant un desafiament en química orgànica. En un intent d'abordar aquest problema, el grup de Bonjoch ha dut a terme una síntesi enantioselectiva d'alta eficiència d'una cetona WM utilitzant N¬Ts¬(Sa)¬binam¬L¬prolinamida com a organocatalitzador, sota condicions lliures de dissolvent amb l'assistència d'àcid benzoic. El pas clau és una reacció d'anul • lació de Robinson, el procés requereix un 1% en mols de trietilamina com a base per a la reacció de Michael inicial i un 1% en mols de N¬Ts¬(Sa)¬Binam¬L¬prolinamida i 2,5% en mols d'àcid benzoic per a la reacció aldòlica intramolecular. Es va estudiar el mecanisme de la reacció aldòlica intramolecular en col • laboració amb el grup experimental. Hem estat capaços d'aclarir el mecanisme de la reacció amb prolinamida. Segueix les tendències generals del mecanisme amb prolina, amb l'important matís que la presència d'un àcid carboxílic com a co¬catalitzador és necessària en els passos inicials de la reacció, en particular per a la formació del intermedi imini. En contrast, l'àcid carboxílic no té cap efecte sobre la enantioselectivitat, perquè surt del sistema després de la formació de l'enamina, i està absent en l'estat de transició que condueix a la formació d'enllaços C¬C, on es decideix la enantioselectivitat de la reacció. L'origen de l'enantioselectivitat de la reacció també s'ha aclarit. Es basa en la rigidesa del catalitzador, que té dos punts d'ancoratge per al substrat, el doble enllaç C = N format a l'intermedi enamina, i els enllaços d'hidrogen NH ... O entre el catalitzador i el substrat. El substrat s'ha de distorsionar per unir¬se adequadament a aquest punts d'ancoratge, i aquesta distorsió és menor per a l'estat de transició que condueix a l'enantiòmer afavorit. 3. Mechanisme de la reacció de cicloaddició [4+2] catalitzada per derivats quirals de l'àcid fosfòric Els compostos heterocíclics amb àtoms de nitrogen i oxigen són abundants en la naturalesa i exhibeixen una àmplia gamma de propietats biològiques interessants, incloent comportament antihipertensiu i anti¬isquèmic. Els grups piranobenzopirà i furanobenzopirà, amb tres anells fusionats, són particularment interessants. Un enfocament atractiu per a la síntesi d'aquests compostos és una cicloaddició [4 +2] entre una hidroxibenzaldimina i un furà. Aquesta reacció és catalitzada per derivats d'àcid fosfòric. Hem analitzat en detall els resultats contradictoris publicats recentment pels grups de Fochi i Rueping. Fochi i col • laboradors van publicar el 2010 la síntesi de furanobenzopirans fusionats en cis mitjançant la cicloaddició [4 +2] amb demanda electrònica inversa (IED) de ο¬hidroxibenzaldimines amb 2,3¬dihidro¬2H-furà (DHF) catalitzada per derivats d'àcid fosfòric amb (S)¬BINOL. En el mateix any, Rueping i Lin van publicar la síntesi de furanobenzopirans fusionats en trans a partir dels mateixos reactius però amb un catalitzador del tipus (S)¬BINOL derivat de la N-triflilfosforamida. Els mateixos reactius i catalitzadors lleugerament diferents produeixen diferents diastereòmers del producte. L'estat de transició per a l'atac del furà a l'adducte entre hidroxibenzldimina i catalitzador controla la selectivitat del procés. Els enllaços d'hidrogen juguen un paper crític en l'estructura de l'estat de transició, però la seva força no decideix la selectivitat. Els estats de transició d'energia més baixa tenen un enllaç d'hidrogen, mentre que alguns estats de transició d'energia més alta en tenen dos de força similar. La selectivitat està controlada per interaccions atractives anell¬anell entre catalitzador i substrats. Els estats de transició d'energia afavorits tenen més interaccions, o les tenen amb distàncies més curtes (i per tant, probablement més fortes). La diferència entre el derivat de l'àcid fosfòric amb (S)¬BINOL (sistema de Fochi), que porta a un furanobenzopirà fusionat en cis, i el derivat de N¬triflylfosphoramida amb S)¬BINOL (sistema de Rueping), que porta a un furanobenzopirà fusionat en trans, va poder ser reproduida i explicada. La presència del substituent triflil sobre l'àtom de nitrogen del sistema de Rueping limita les possibles orientacions de l'àtom d'hidrogen sobre el mateix centre, i com a resultat impedeix l'orientació òptima de l'anell de furà clau per estabilitzar l'estat de transició que condueix al producte fusionat en cis. Com a resultat, el catalitzador de Rueping porta al producte fusionat en trans. Aquest impediment no existeix en el sistema de Fochi, que per això dóna lloc al producte fusionat en cis. 4. Observacions generals Hem estudiat tres processos organocatalíticas diferents que condueixen a productes quirals amb mètodes del funcional de la densitat (DFT) i amb mètodes híbrids funcional de la densitat / mecànica molecular (DFT / MM), i hem estat capaços d'obtenir un acord raonable amb els resultats experimentals, i de donar explicacions qualitatives per l'origen de l'enantioselectivitat en cadascun dels casos. L'estudi computacional de l'organocatàlisi enantioselectiva s'assembla molt a la de la catàlisi enantioselectiva amb metalls de transició, però hi ha alguns matisos significatius. En primer lloc, la descripció electrònica del sistema organocatalític és, en principi, més fàcil, tot i que la introducció de les correccions de dispersió és obligatori, com en qualsevol procés en què les interaccions estèriques poden tenir un paper important. En segon lloc, els problemes relacionats amb la complexitat isomèrica i conformacional són molt més crítics en organocatàlisi. La densitat dels isòmers conformacionals d'energia baixa és molt més gran, i això planteja una complicació en l'esforç que ha de ser fet per obtenir barreres d'energia quantitativament precises. El conjunt del treball d'aquesta tesi es confirma poder de la química computacional per a l'estudi de l'organocatàlisi quiral. També dóna una idea dels diferents mecanismes pels quals la enantioselectivitat es pot transmetre en organocatàlisi: des de les interaccions estèriques habituals entre catalitzador i el substrat, fins al paper clau de la rigidesa catalitzador observada en el sistema prolinamida. El camp de l'organocatàlisi enantioselectiva computacional està tot just començant, i podem esperar nous resultats interessants en el futur pròxim. / For a long time, homogeneous catalysis was almost synonymous with transition metal catalysis, with a small niche reserved to biocatalysis. Things have changed very much in recent years. Since about the year 2000, organocatalysis, where the catalyst is a small organic molecule, often with chiral properties, has grown rapidly to become one of the most important fields in organic chemistry. As the research field is expanding its role, mechanistic knowledge becomes more critical to understand the reaction modes and as¬sist in the development of more efficient processes. Theoretical chemistry, with its abil¬ity to locate intermediates and transition states, can be very helpful in this concern. This thesis is devoted to the computational study of the mechanism of three representative organocatalytic reactions. 1. Asymmetric Friedel-Crafts hydroxyalkylation of indoles catalyzed by chiral Brønsted-acids Chiral Brønsted¬acid catalysis is a rapidly growing area of organocatalysis. Water is one of the simplest molecules with Brønsted–acid capabilities. The coordination of water molecules to the carbonyl function in Diels–Alder reactions and Claisen rearrangements results in the enhancement of the reaction rate. Carmona and co¬workers used a water molecule attached to a chiral iridium fragment as a Brønsted–acid catalyst to yield the Friedel–Crafts (FC) reaction between ethyl 3,3,3 trifluoromethylpyruvate and indole at the low temperature. Based on their experimental results, we have carried out a computational study on the mechanism of this reaction and evaluated the catalytic role of the metal complex and water in this reaction. The mechanism of this reaction is stepwise, the first step is the formation of a C¬C bond together with the transfer of a proton from water molecule to the substrate; the second step is the rate determining one, which is the transfer of a proton from indole to the ¬OH moiety of the water molecule. The catalytic role of the metal complex is the modulation of the acid/base properties of the coordinated water, and the water molecule acts as a proton donor and acceptor. We have been also able to explain the origin of the the stereoselectivity of the process, which is a result of a subtle combination of the non¬covalent interactions, both attractive and repulsive, between catalyst and substrate. 2. Mechanism for the enantioselective synthesis of a Wieland-Miescher ketone The Wieland¬Miescher (W¬M) ketone is a key intermediate for many reactions. The efficient preparation of Wieland¬Miescher ketone¬type compounds with high enantioselectivity is thus a challenging problem in organic chemistry. In an attempt to address this issue, the Bonjoch group reported a highly efficient and enantioselective synthesis of a W¬M ketone using N¬Ts-(Sa)¬Binam¬L¬prolinamide as the organocatalyst, under solvent¬free conditions and the assistance of benzoic acid. The key step is a Robinson annulation reaction; it requires 1 mol% triethylamine as the base in the initial Michael process and 1 mol% of N¬Ts¬(Sa)¬binam¬L-prolinamide and 2.5 mol% of benzoic acid in the intramolecular aldol process. We studied the mechanism of the intramolecular aldol process in collaboration with the experimental group. We were able to clarify the mechanism of the reaction with prolinamide. It follows the general trends of the mechanism with proline, with the important caveat that the presence of a carboxylic acid as co¬catalyst is mandatory in the initial steps of the reaction, in particular for the formation of the iminium intermediate. In contrast, the carboxylic has no effect on the enantioselectivity, as it departs the system after enamine formation, and is absent in the transition state leading to C¬C bond formation, where the enantioselectivity of the reaction is decided. The origin of the enantioselectivity of the reaction has been also clarified. It is based on the rigidity of the catalyst, which has two anchoring points for the substrate, the C=N double bond in the enamine intermediate, and the N¬H...O hydrogen bonds between catalyst and substrate. The substrate has to distort to bind properly to this anchoring points, and this distortion is smaller for the transition state leading to the favored enantiomer. 3. Mechanism of [4+2] cycloaddition reaction catalyzed by chiral phosphoric acid derivatives N¬ and O¬containing heterocyclic compounds are prominent in nature and exhibit a wide range of interesting biological properties, including antihypertensive and anti¬ischemic behavior. Pyranobenzopyran and furanobenzopyran frameworks, containing three fused rings are particularly interesting. An appealing approach to the synthesis of these compounds is a [4+2] cycloaddition between a hydroxybenzaldimine and a furan. This reaction is catalyzed by phosphoric acid derivatives. We have analyzed in detail the recent puzzling results by the groups of Fochi and Rueping. Fochi and co¬workers reported in 2010 the synthesis of cis¬fused furanobenzopyrans obtained through inverse¬electron¬demand (IED) [4+2] cycloaddition of ο-hydroxybenzaldimines with 2,3¬dihydro¬2H¬furan (DHF) catalyzed by (S)¬BINOL¬derived phosphoric acid. In the same year, Rueping and Lin reported the synthesis of the trans¬fused furanobenzopyrans from the same reactants but with a (S)¬BINOL¬derived N-triflylphosphoramide catalyst. The same reactants and slightly different catalysts produced different diastereomers of the product. The transition state for the attack of DHF on the adduct between hydroxybenzldimine and catalyst controls the selectivity of the process. Hydrogen bonds play a critical role on the structure of the transition state, but their strength does not rule the selectivity. The lowest energy transition states have one hydrogen bond, while some higher energy transition states have two hydrogen bonds of similar strength. The selectivity is instead controlled by attractive ring¬ring interactions between catalysts and substrates. The lower energy transition states have more interactions, or shorter (thus likely stronger) ones. The difference between the (S)¬BINOL¬derived phosphoric acid (Fochi system), leading to a cis¬fused furanobenzopyran, and the (S)¬BINOL¬derived N¬triflylphosphoramide system (Rueping system), leading to a trans¬fused furanobenzopyran, could be reproduced and explained. The presence of the triflyl substituent on the nitrogen atom of the Rueping system constrains the possible orientations of the hydrogen atom on this same atom, and as a result precludes the optimal orientation of the furan ring that led to the stabilization of the key transition state in the Fochi system leading to the cis¬fused product. The cis¬fused product being disfavored because of this constraint, the trans¬fused product is formed with the Rueping catalyst. 4. General observations We have studied three different organocatalytic processes leading to chiral products with density functional theory (DFT) and density functional theory / molecular mechan¬ics (DFT/MM) methods and we have been able to obtain a reasonable agreement with experimental results, and to provide qualitative explanations for the origin of enantiose-lectivity in each of the cases. The computational study of enantioselective organocatalysis closely resembles that of enantioselective transition metal catalysis, but there are some significant nuances. In first place, the electronic description of the organocatalytic system is in principle easier, although the introduction of dispersion corrections is mandatory, as in any process where steric interactions may play an important role. In second place, the problems re¬lated to isomeric and conformational complexity are much more critical in organocatal¬ysis. The density of available isomers, conformational or not, available at low energy is much higher, and this poses a severe strain in the effort that has to be made to obtain quantitatively accurate energy barriers. The whole body of work in this thesis confirms the power of computational chemistry for the study of chiral organocatalysis. It also gives insight into the different mechanisms by which enantioselectivity can be transmitted in organocatalysis, from the usual steric interactions between catalyst and substrate to the less frequent key role of catalyst rigidity observed in the prolinamide system. The field of computational enantioselective organocatalysis is just starting, and we can expect new exciting results in the foreseeable future.

El peròxid d'hidrogen és una substància amb una química molt variada, que pot actuar com a agent oxidant o reductor. Com a agent oxidant s'utilitza, entre d'altres aplicacions, en el tractament d'aigües residuals, en la manufactura de productes químics i en la indústria de la polpa i del paper. D'altra banda, és un agent ecològic, ja que en les seves reaccions només es produeix aigua i oxigen.En aquesta tesi es presenta un nou mètode d'electrogeneració de peròxid d'hidrogen fent ús d'una pila de combustible alcalina amb dos elèctrodes porosos de difusió de gas. El procés no requereix electricitat. La cel·la consta d'un únic compartiment i no utilitza cap membrana separadora, que introduiria una caiguda òhmica addicional. L'electròlit consisteix en una dissolució aquosa de KOH. El sistema és molt versàtil: permet treballar a diferentes concentracions de l'electròlit, temperatures, pressions dels gasos de l'alimentació i també per càrregues i en continu, tot i que és amb aquesta darrera modalitat on el sistema assoleix les seves prestacions òptimes. Això permet adaptar les condicions experimentals a les aplicacions concretes.El sistema que s'ha ideat es basa en la utilització d'elèctrodes de difusió, manufacturats al nostre laboratori i comercials, tant per a l'hidrogen com per a l'oxigen. Aquests elèctrodes permeten l'electrosíntesi del peròxid d'hidrogen alcalí a densitats de corrent interessants des d'un punt de vista industrial (> 100 mA cm-2) i s'ha demostrat que l'eficiència de corrent del procés es troba entre el 90 i el 100 %. A més, h'ha desenvolupat un fonament teòric del funcionament de l'AFC per tal de justificar el voltatge trobat experimentalment.S'han considerat aspectes bàsics com ara la cinètica de les reaccions electròdiques, mitjançant diferents tècniques electroquímiques, per comprendre el funcionament i el comportament dels elèctrodes a la pila. També s'ha fet ús de les tècniques de microscòpia electrònica d'escombratge (SEM), d'espectroscòpia fotoelectrònica de raigs X (XPS) i d'infraroig per transformada de Fourier (FTIR) per monitoritzar certs fenòmens associats al funcionament dels elèctrodes. Així mateix, s'ha emprat la tècnica de la porosimetria (BET) per tal de determinar l'àrea específica d'alguns elèctrodes.Per a deteminar la idoneïtat del sistema i la seva capacitat de producció de H2O2, es va mesurar el peròxid d'hidrogen produït mitjançant l'anàlisi permanganomètrica estàndard. A més, es van enregistrar corbes voltatge-densitat de corrent sota diferentes condicions experimentals per a caracteritzar el comportament de la pila de combustible com a tal i els fenòmens que controlen el seu funcionament. L'eficiència de corrent del procés es va determinar en funció de la resistència externa entre ambdós elèctrodes. Es va constatar que tant la cel·la de combustible com ambdós elèctrodes es comportaven de manera reversible sota certes condicions experimentals.El procés de reducció catòdic de l'oxigen a ió hidroperòxid en medi bàsic es va investigar amb la tècnica de voltamperimetria d'escombratge lineal (LSV) i amb la cronoamperimetria. Es va proposar un mecanisme de reacció consistent amb els resultats experimentals i es van determinar les energies d'activació aparents del procés de reducció de l'O2 a HO2-. D'altra banda, aquest procés es va estudiar per espectroscòpia d'impedància electroquímica. Aquesta tècnica també es va utilitzar per a caracteritzar el procés de mullament del càtode als primers estadis de funcionament. Les tècniques espectroscòpiques d'XPS i DRIFTS es van emprar per a posar de manifest la funcionalització del càtode com a conseqüència de la seva operació. La tècnica de SEM va revelar l'estructura porosa de la superfície de l'elèctrode.Quant el procés anòdic, la seva caracterització preliminar per LSV ha permès demostrar la seva complexitat i el fet que requereix una anàlisi més profunda, començant per l'estudi dels processos d'activació.