Descripción del proyecto
UNO DE LOS PROCESOS DE VALORIZACION DE CO2 DE MAYOR INTERES DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL IMPACTO ENERGETICO Y MEDIOAMBIENTAL ES EL DE FOTOSINTESIS ARTIFICIAL (FA), EL DESARROLLO DE ESTE PROCESO SUPONE NO SOLO UN CAMINO PARA LA REDUCCION Y REUTILIZACION DE LAS EMISIONES DE CO2, SINO TAMBIEN UNA FORMA DE ALMACENAMIENTO DE LA ENERGIA MEDIANTE LA PRODUCCION TANTO DE COMBUSTIBLES COMO OTROS PRODUCTOS DE VALOR AÑADIDO, DEBIDO A LA ALTA ESTABILIDAD DE LA MOLECULA DE CO2 Y A LA COMPLEJIDAD DE LAS REACCIONES INVOLUCRADAS, EL AVANCE EN ESTAS TECNOLOGIAS SUPONE UN DESAFIO TANTO EN LOS ASPECTOS FUNDAMENTALES COMO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA INGENIERA DEL PROCESO, AUNQUE HAY AVANCES EN ESTE CAMPO, VARIOS SON LOS RETOS QUE HAY ASOCIADOS A LOS MIMOS: DESDE EL DESARROLLO DE SISTEMAS CATALITICOS MULTIFUNCIONALES DE ELEVADA ESTABILIDAD, ACTIVIDAD Y SELECTIVIDAD CONTROLADA; EL ENTENDIMIENTO DE LOS PROCESOS QUE OCURREN DURANTE DICHOS PROCESOS ASI COMO EL DESARROLLO DE DISPOSITIVOS Y REACTORES MAS EFICIENTES QUE PERMITAN UN APROVECHAMIENTO OPTIMO DE LA LUZ SOLAR,EL PROYECTO NHYMPHA TIENE COMO OBJETIVO PRINCIPAL LA FOTOELECTRO-REDUCCION DE CO2 PARA LA OBTENCION DE COMBUSTIBLES SOLARES, EN ESTE PROYECTO SE PLANTEA UNA ESTRATEGIA HOLISTICA Y NOVEDOSA BASADA EN EL DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES HIBRIDOS MULTIFUNCIONALES QUE MEJOREN LOS RENDIMIENTOS ACTUALES DE LA FA, CONTRIBUYENDO, AL MISMO TIEMPO, AL ENTENDIMIENTO DE LOS ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL PROCESO, LOS MATERIALES HIBRIDOS ESTARAN BASADOS BIEN EN LA SUMA DE SEMICONDUCTORES INORGANICOS (PRINCIPALMENTE OXIDOS METALICOS) Y REDES POLIMERICAS POROSAS, INCLUYENDO CPS (ACRONIMO EN INGLES DE CONJUGATED POROUS POLYMERS) Y COFS (ACRONIMO EN INGLES DE COVALENT ORGANIC FARAMEWORKS), O BIEN EN HIBRIDOS TIPO MOFS (ACRONIMO EN INGLES DE METAL ORGANIC FRAMEWORKS), PARA LLEVAR A CABO ESTE PROYECTO ES NECESARIA LA PREPARACION DE PELICULAS DELGADAS DE ESTOS MATERIALES Y PARA CONSEGUIRLO ES IMPERATIVO DISPONER DE LOS MATERIALES EN UN TAMAÑO A ESCALA NANOMETRICA QUE PERMITA SU PROCESADO, POR ELLO, ES DE VITAL IMPORTANCIA DESARROLLAR ESTRATEGIAS SINTETICAS DESDE UNA APROXIMACION BOTTOM UP, DADA LAS DIFERENTES NATURALEZAS DE LOS MATERIALES INCLUIDOS EN LOS CATALIZADORES HIBRIDOS SE PROPONEN DIVERSAS ESTRATEGIAS DE NANOESTRUCTURACION COMO SON: CRECIMIENTO DE PELICULAS EPITAXIALES (ALD Y PLD) PARA OXIDOS METALICOS, TECNICAS DE MICROFLUIDIZACION (PARA CPPS Y MOF), ELECTROPOLIMERIZACION (CPPS) Y CRECIMIENTO INTERFACIAL (COFS),TODOS LOS MATERIALES SERAN CARACTERIZADOS DE MANERA EXTENSA Y DEPENDIENDO DE SU NATURALEZA, CON LAS TECNICAS APROPIADAS, POR OTRA PARTE, UN ASPECTO IMPORTANTE DE CARA A LA OPTIMIZACION DE ESTOS MATERIALES COMO FOTOELECTROCATALIZADORES ES LA ELUCIDACION DE LOS MECANISMOS DE REACCION, QUE PERMITIRA OPTIMIZAR LA ACTIVIDAD FOTOCATALITICA Y CONTROLAR LA SELECTIVIDAD A DETERMINADOS PRODUCTOS, POR ESTA RAZON, SE LLEVARA A CABO ESTUDIOS POR MEDIDO DE CALCULOS TEORICOS COMBINADOS CON UNA CARACTERIZACION IN SITU, LO QUE IMPLICA, ENTRE OTRAS, LA UTILIZACION DE INSTALACIONES SINGULARES COMO EL SINCROTRON ALBA POR LO QUE CONTAMOS CON UN INVESTIGADOR DE ESTA ICTS, LA GENERACION DE COMBUSTIBLES SOLARES SE LLEVARA A CABO EN CELDAS FOTOELECTROQUIMICAS A DOS NIVELES: I) A ESCALA DE LABORATORIO Y II) CON FOTOCATALIZADORES SELECCIONADOS, EN UN REACTOR SOLAR BASADO EN UN COLECTOR PARABOLICO COMPUESTO (CPC), COMBUSTIBLES SOLARES\REDUCCION DE CO2\FOTO(ELECTRO)CATALISIS\MATERIALES HIBRIDOS\SEMICONDUCTORES INORGANICOS\POLIMEROS CONJUGADOS CONDUCTORES\MOFS\CARACTERIZACION AVANZADA IN SITU\CALCULOS TEORICOS\REACTORES FOTO(ELECTRO)CATALITICOS