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ACTIVATION OF GREENHOUSE GASES FOR CLEAN ENERGY FUELS: A COMBINED MOLECULAR BEAM...

ACTIVATION OF GREENHOUSE GASES FOR CLEAN ENERGY FUELS: A COMBINED MOLECULAR BEAMS AND XPS STUDY EN LOS ULTIMOS AÑOS SE HA REALIZADO UN GRAN ESFUERZO CIENTIFICO PARA ACELERAR LA TRANSICION ENERGETICA DE UNA SOCIEDAD BASADA EN COMBUSTIBLES FOSILES A UNA QUE SE BASE MAS EN RECURSOS RENOVABLES DE CARBONO. DOS DE LOS PRINCIPALES... ver más

01/01/2021

UAM

144K€

Presupuesto del proyecto: 144K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3185

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01 No tenemos la información de la convocatoria

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Líder del proyecto

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3185

Presupuesto del proyecto 144K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto EN LOS ULTIMOS AÑOS SE HA REALIZADO UN GRAN ESFUERZO CIENTIFICO PARA ACELERAR LA TRANSICION ENERGETICA DE UNA SOCIEDAD BASADA EN COMBUSTIBLES FOSILES A UNA QUE SE BASE MAS EN RECURSOS RENOVABLES DE CARBONO. DOS DE LOS PRINCIPALES GASES DE EFECTO INVERNADERO (CO2 Y CH4) SE PUEDEN CONVERTIR EN GASES DE GRAN UTILIDAD (H2 Y CO) DURANTE LA LLAMADA REFORMA EN SECO DE METANO (DRM; CH4 + CO2 → 2CO + 2H2). EL H2 Y EL CO GENERADOS PUEDEN UTILIZARSE COMO REACTIVOS PARA LA FABRICACION DE PRODUCTOS DE GRAN VALOR AÑADIDO. A PESAR DE SUS EVIDENTES BENEFICIOS AMBIENTALES, LA DRM NO ES AUN UN PROCESO INDUSTRIALMENTE MADURO. INVESTIGACIONES RECIENTES BASADAS EN EXPERIMENTOS XPS A ALTAS PRESIONES (NAP-XPS) Y CALCULOS BASADOS EN EL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD (DFT) HAN DEMOSTRADO QUE EL SISTEMA NI-CEO2(111) A BAJO RECUBRIMIENTO ES UN CATALIZADOR ALTAMENTE EFICIENTE, ESTABLE Y ECONOMICO PARA LA ACTIVACION DEL METANO, GENERANDO CHX EN LA SUPERFICIE DE CERIA A 300 K, MIENTRAS QUE DICHAS ESPECIES ADSORBIDAS COMBINADAS CON CO2 PRODUCEN DRM A 650 K. ADEMAS, SE HA OBSERVADO LA CONVERSION DIRECTA DE METANO EN METANOL EMPLEANDO AGUA COMO REACTIVO. SI BIEN ESTOS RESULTADOS SON MUY PROMETEDORES, QUEDAN AUN MUCHAS PREGUNTAS ABIERTAS QUE NO SE PUEDEN RESPONDER MEDIANTE NAP-XPS. LA DISOCIACION DEL METANO ES EL PASO LIMITANTE PARA QUE OCURRA LA DRM. EN ESTE PROYECTO ESTUDIAREMOS LA ACTIVACION DE METANO EN SISTEMAS NI-CEO2/CU COMBINANDO HACES MOLECULARES Y TIEMPO DE VUELO DE ALTA RESOLUCION (TOF-MB) CON XPS IN SITU. ACTUALMENTE, SE ESTA ACOPLANDO EL EQUIPO XPS AL SISTEMA TOF-MB EXISTENTE EN LA UAM. EN TOF-MB, LAS PROPIEDADES CINETICAS DE LOS MBS (ANGULO DE INCIDENCIA, ENERGIA CINETICA Y DE ROTACION) SE PUEDEN AJUSTAR DE MANERA PRECISA, LO QUE LOS HACE IDEALES PARA ESTUDIAR PROCESOS LIMITADOS POR BARRERAS DE ACTIVACION. PARA OPTIMIZAR LA DRM, ES FUNDAMENTAL ESTABLECER LA DEPENDENCIA DE LA ACTIVACION DEL METANO CON LA ENERGIA INCIDENTE DEL HAZ DE CH4. EN PARTICULAR, LA BARRERA C-H PODRIA DETERMINARSE CON PRECISION HACIENDO XPS MIENTRAS SE AUMENTA LA ENERGIA DEL HAZ DE CH4 INCIDENTE. A PESAR DE SU RELEVANCIA, NO SE HAN REALIZADO ESTUDIOS DE HACES MOLECULARES DE ESTA REACCION. LO MISMO VALE PARA LA INTERACCION DE H2O CON NI-CEO2(111). CALCULOS DFT TAMBIEN SEÑALAN QUE LA BARRERA PARA LA ACTIVACION DE CH4 SE PUEDE MODIFICAR EMPLEANDO NI, PT, CO. REALIZAREMOS UN ESTUDIO CUANTITATIVO DE ESTOS SISTEMAS. MEDIANTE EL USO DE HACES PULSADOS DE ANCHOS VARIABLES (10-100μSEG), VAMOS A REALIZAR LOS PRIMEROS ESTUDIOS SOBRE LA DINAMICA DE ESTAS REACCIONES, PARA VER SI SU EFICIENCIA DEPENDE DEL TIEMPO DE INTERACCION, QUE DEBERIA SER DETECTABLE MEDIANTE MEDIDAS XPS Y DE FASE GAS Y ESPECTROS TOF DE HACES DE CH4 O H2O REFLEJADOS. EN EL SEGUNDO AÑO, HAREMOS EXPERIMENTOS CON HACES MUY FINOS (100μM) DE CH4, ACIENDO BARRIDOS SOBRE CAPAS DE CEO2 CRECIDAS EN SUPERFICIES CURVADAS DE CU. DADO QUE ESTAS ULTIMAS PRESENTAN UNA VARIACION SUAVE DE LOS SITIOS REACTIVOS, PODREMOS EVALUAR DE FORMA PRECISA EL PAPEL DE LOS ESCALONES EN LA DISOCIACION DE METANO, UNO DE LOS DESAFIOS MAS IMPORTANTES DE LA INVESTIGACION ACTUAL EN QUIMICA VERDE.ESTE PROYECTO ES EL PRIMER PASO DE UNA AMBICIOSA COLABORACION A LARGO PLAZO. EN EL FUTURO, ESTA COMBINACION UNICA DE TOF-MB/XPS PERMITIRA A NUESTROS GRUPOS EL ESTUDIO DE OTRAS REACCIONES CATALITICAS RELEVANTES PARA LA TRANSICION ENERGETICA, COMO LA REDUCCION DE CO2, CON NIVELES DE DETALLE SIN PRECEDENTES.

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