PLEC2021-007906
Financiado
Catálisis Solar para un futuro de energía renovable SOL-Future (SOL-Future)
SOLFuture es la base de una estrategia país que consiste en la conversión eficiente de la energía solar en combustibles sostenibles y productos químicos básicos a través del desarrollo de tecnologías eficientes y de confianza. Par...
SOLFuture es la base de una estrategia país que consiste en la conversión eficiente de la energía solar en combustibles sostenibles y productos químicos básicos a través del desarrollo de tecnologías eficientes y de confianza. Para llevarlo a cabo, se han tenido en cuenta limitaciones clave como la disponibilidad y durabilidad de materiales críticos, la tasa de retorno energético (TRE), e impactos ambientales y socioeconómicos, a fin de garantizar su expansión y asegurar su exitosa transferencia a industria. Este objetivo tiene consecuencias de amplio alcance y de importancia mundial, como (i) evitar el calentamiento global, (ii) promover la transición a una economía circular y (iii) poner fin a la dependencia histórica de la economía europea de las importaciones de energía.SOLFuture propone el desarrollo de dos nuevos conceptos de fotorreactor para la generación de productos de valor añadido y combustibles (H2, CH4, C2+, NH3 y productos químicos). Con el fin de alcanzar este objetivo se ha diseñado una estrategia basada en dos aproximaciones complementarias. Por una parte, el desarrollo de tecnologías fotocatalíticas (Aproximación 1). Donde se estudiarán los procesos de producción de H2 a partir de agua utilizando residuos derivados de aguas residuales o biomasa como agentes reductores. Estas reacciones se llevarán a cabo de manera paralela tanto en fase liquida como en fase gas dependiendo del residuo utilizando. Se usarán catalizadores híbridos basados en heterouniones órgano/inorgánicas. Por otra parte, para alcanzar la elevada energía necesaria para la reducción de CO2 y N2 SOLFuture propone el diseño y construcción de un reactor solar foto(térmico) en fase gas acoplado a los procesos de producción de H2 para hidrogenar CO2 o N2. Se usarán materiales basados en sistemas multimetálicos y semiconductores con vacantes de oxígeno.Por otra parte, se diseñará y construirá una celda foto(electro)química (Aproximación 2) en la que se combinaran un fotocátodo hibrido formado por heterouniones órgano/inorgánicas, previamente comentadas, pero esta vez en capa fina. Y un PV-EC fotoánodo, fabricado por el acoplamiento de una ceda solar orgánica y un ánodo poroso. En ambo vasos se seleccionará el catalizador adecuado dependiendo los reactivos y de los productos deseados.Para lograr este objetivo pionero, se ha reunido un consorcio interdisciplinar que aborda los múltiples desafíos involucrados de manera integral: (i) Diseño y síntesis de materiales fotoactivos; (ii) Desarrollo de células solares orgánicas híbridas y células solares sensibilizadas con colorante para acoplar con ánodos porosos para reacciones de fotooxidación; (iii) Caracterización avanzada; (iv) Evaluación de los catalizadores preparados en diferentes reacción foto- y foto(termo) catalíticas) ; (iii) Integración del fotocátodo y el ánodo/OSC en un reactor PEC de flujo; (vi) Evaluación Social, ambiental y tecno-económica del proceso global.En este ambicioso plan de trabajo, los principios de diseño de los materiales fotoactivos (catalizadores y electrodos) así como de los reactores serán evaluados con una visión totalmente nueva basada en la experiencia previa de los socios. La probabilidad de éxito de este enfoque de alto-riesgo/alta-ganancia está respaldada por la fuerza del consorcio, con investigadores de primer nivel en las diferentes disciplinas conjuntas con altas complementariedades y sinergias. El consorcio de SOLFuture está compuesto por un equipo multidisciplinar de 6 beneficiarios, con tres instituciones de investigación (IMDEA Energía, ICIQ, ICMM-CSIC), dos instalaciones singulares (PSA-CIEMAT, BM-25 ESRF), una pyme de fabricación de prototipos (APRIA) y una gran empresa de petróleo y gas (CEPSA). Además, dos grupos ICMSE-CSIC y ALBA-CELLS (CIRCE y CLAESS) participan como colaboradores dentro de los socios de PSA e IMDEA respectivamente.
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Línea de financiación: concedida
El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01
Presupuesto
El presupuesto total del proyecto asciende a
254K€
Líder del proyecto
FUNDACIÓN IMDEA ENERGÍA
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Perfil tecnológico
TRL
4-5
7M
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TRL
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