Descripción del proyecto
LA TRANSICION HACIA LA ENERGIA VERDE ES CRUCIAL PARA PRESERVAR LA VIDA, REDUCIR LA DEPENDENCIA ENERGETICA Y REVERTIR EL CAMBIO CLIMATICO ANTROPOGENICO, EN LINEA CON LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE DE LAS NACIONES UNIDAS. PARA 2030, LA UE TIENE COMO OBJETIVO LOGRAR UNA PENETRACION DEL 32% DE ENERGIA VERDE, LO QUE HACE NECESARIO EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA Y EL HIDROGENO. ESTE ULTIMO NECESITA MEJORAS PARA REDUCIR SU COSTE. PARA PRODUCIR HIDROGENO VERDE HAY QUE DIVIDIR EL AGUA UTILIZANDO UNA FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE. LA FUERZA IMPULSORA DETRAS DE ESTE PROCESO ES EL EQUILIBRIO TERMODINAMICO DE LA DIVISION DEL AGUA Y LA NECESIDAD DE ALCANZAR TEMPERATURAS Y PRESIONES OPTIMAS PARA MAXIMIZAR EL RENDIMIENTO A H2, ACELERAR EL EQUILIBRIO HACIA LOS PRODUCTOS, Y EVITAR LA RECOMBINACION DE H2 Y O2. LAS ALTAS TEMPERATURAS FAVORECEN EL RENDIMIENTO A HIDROGENO, IMPLICANDO EFICIENCIAS MAS ELEVADAS. LAS DOS PRINCIPALES TECNOLOGIAS DE PRODUCCION DE HIDROGENO A ALTAS TEMPERATURAS SON LA ELECTROLISIS DE OXIDOS SOLIDOS DE ALTA TEMPERATURA (HT-SOE) Y LA DIVISION SOLAR TERMOQUIMICA DEL AGUA (STWS). EN AMBOS PROCESOS, LOS OXIDOS METALICOS REDOX CUMPLEN VARIAS FUNCIONES: 1) DESPLAZAR EL EQUILIBRIO; 2) EVITAR LA RECOMBINACION DE H2 Y O2 MEDIANTE SEPARACION FISICA; 3) ACELERAR EL ESTADO FINAL DE LOS PRODUCTOS (CATALIZAR); Y 4) PROPORCIONAR UNA ENERGIA DE FORMACION DE VACANTES DE OXIGENO ESPECIFICA (EO), CRUCIAL PARA LOGRAR UNA MAYOR CONVERSION DE AGUA A HIDROGENO. EL HT-SOE REQUIERE UNA EO MAS BAJA EN LOS ELECTRODOS DE AIRE, MIENTRAS QUE EL STWS REQUIERE UNA EO MAS ALTA. EL DESARROLLO DE NUEVOS OXIDOS METALICOS PARA AMBAS APLICACIONES ES ESENCIAL YA QUE MATERIALES EFICIENTES, ECONOMICOS Y DURADEROS PODRIAN DESPLEGAR RAPIDAMENTE LA TECNOLOGIA. EL PROYECTO AI-REDOX TIENE COMO OBJETIVO ACELERAR EL DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS OXIDOS METALICOS PARA ESTAS APLICACIONES. AI-REDOX CONSTARA DE CUATRO PAQUETES DE TRABAJO (WP): WP1 ABARCARA TRES HERRAMIENTAS DE APRENDIZAJE AUTOMATICO QUE PREDICEN PROPIEDADES TERMODINAMICAS DE OXIDOS METALICOS SOLIDOS (ENTALPIA DE FORMACION DE VACANTES DE OXIGENO, ENTROPIA Y CAPACIDAD CALORIFICA PARA CALCULAR LA ENERGIA LIBRE DE GIBBS DE LOS MATERIALES). WP2 DESARROLLARA UNA HERRAMIENTA DE APRENDIZAJE PROFUNDO PARA PREDECIR LA ESTABILIDAD, NEUTRALIDAD Y SELECCION JERARQUICA DE COMPOSICIONES. LOS MATERIALES SELECCIONADOS DE WP2 SERAN ANALIZADOS MEDIANTE EL ALGORITMO DE WP1 Y DEMOSTRADOS A TRAVES DE ANALISIS DFT Y PRUEBAS EXPERIMENTALES EN WP3. WP4 CREARA UNA HERRAMIENTA PARA CALCULAR LA CAPACIDAD DE PRODUCCION DE HIDROGENO, EFICIENCIA Y EL COSTO NIVELADO DE HIDROGENO BASADO EN PRINCIPIOS TERMODINAMICOS FUNDAMENTALES, ADAPTADO DE TRABAJOS PREVIOS DEL DR. BAYON. FINALMENTE, WP5 COMPILARA TODOS LOS MODELOS Y DATOS GENERADOS POR AI-REDOX EN UN REPOSITORIO DE GITHUB IN EN DIGITAL CSIC, LO QUE PERMITIRA A OTROS INVESTIGADORES ACCEDER A LAS PROPIEDADES DE NUEVOS MATERIALES ADEMAS DE ACCEDER A LA HERRAMIENTA AI-REDOX. SE ESPERA QUE EL PROYECTO Y HERRAMIENTA AI-REDOX TENGA UN GRAN IMPACTO EN EL ICP-CSIC (INSTITUCION ANFITRIONA) MEDIANTE LA CREACION DE UNA HERRAMIENTA VERSATIL. SE CREARA UNA "ESCUELA DE MACHINE-LEARNING" MEDIANTE LA TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTOS A OTROS INVESTIGADORES Y ESTUDIANTES. FINALMENTE, AI-REDOX ABRE UNA NUEVA LINEA DE INVESTIGACION EN EL ICP-CSIC, YA QUE NINGUN INVESTIGADOR TRABAJA EN INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN EL INSTITUTO Y SERVIRA PARA ABRIR PASO A ESTA DISCIPLINA Y APLICARLA EN OTROS CAMPOS DE LA CATALISIS ENERGIA VERDE\TERMODINAMICA\MATERIALES\INTELIGENCIA ARTIFICIAL\HIDRIGENO