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PID2020-118282RA-I00

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MODELOS MULTIESCALA PARA EL DISEÑO DE FOTOCATALIZADORES PLASMONICOS

ENCARANDO LOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO, LA HUMANIDAD ESTA TRATANDO DE LIMPIAR DE COMBUSTIBLES FOSILES LA ECONOMIA GLOBAL, INCREMENTANDO EN SU LUGAR LA POTENCIA ELECTRICA EXTRAIDA DE FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES. A ESTE ESFUER... ver más

01/01/2020

UVIGO

125K€

Presupuesto del proyecto: 125K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDADE DE VIGO No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 410

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

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Líder del proyecto

UNIVERSIDADE DE VIGO No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 410

Presupuesto del proyecto 125K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto ENCARANDO LOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO, LA HUMANIDAD ESTA TRATANDO DE LIMPIAR DE COMBUSTIBLES FOSILES LA ECONOMIA GLOBAL, INCREMENTANDO EN SU LUGAR LA POTENCIA ELECTRICA EXTRAIDA DE FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES. A ESTE ESFUERZO LE ACOMPAÑAN INVERSIONES EN EL ALMACENAJE DE LOS EXCEDENTES EN ESTA PRODUCCION ELECTRICA, TANTO PARA SUAVIZAR PICOS EN LAS CONTRIBUCIONES A LA RED POR PARTE DE FUENTES INTERMITENTES, COMO LA LUZ SOLAR, COMO PARA ABASTECER APLICACIONES SIN ACCESO CONTINUO A LA RED, COMO VEHICULOS ELECTRICOS. ENTRE LAS ESTRATEGIAS DISPONIBLES PARA ELLO SE ENCUENTRA LA CONVERSION DE ELECTRICIDAD EN ENERGIA QUIMICA A TRAVES DE ELECTROCATALISIS, COMO EN LA PRODUCCION DE HIDROGENO CON LA ELECTROLISIS DEL AGUA. EL H2 ES UN GAS CON UNA COMBUSTION LIMPIA, QUE SOLO PRODUCE AGUA COMO RESIDUO. ASI, SI ABANDONAMOS NUESTRO ACTUAL MODO DE PRODUCCION DE HIDROGENO, QUE EMPLEA COMBUSTIBLES FOSILES, E INCREMENTAMOS SU PRODUCCION USANDO FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES, PODREMOS MOVER DIFERENTES SECTORES DE NUESTRA SOCIEDAD HACIA EL USO DE H2 COMO COMBUSTIBLE LIMPIO. LA FOTOCATALISIS ES UN PROCESO ALTERNATIVO A LA ELECTROLISIS, QUE EMPLEA LA LUZ SOLAR DIRECTAMENTE PARA PROMOVER LA RUPTURA DE LAS MOLECULAS DE AGUA Y GENERAR H2 Y O2. A DIA DE HOY LA FOTOCATALISIS ES MENOS EFICIENTE QUE EL PROCESO COMBINADO EN DOS PASOS, GENERANDO ELECTRICIDAD A TRAVES DE CELULAS FOTOVOLTAICAS Y USANDOLA EN LA ELECTROLISIS DE AGUA. SIN EMBARGO, LA PROMESA DE PROMOVER REACCIONES QUIMICAS CON LUZ SOLAR DE MODO EFICIENTE SIGUE MOTIVANDO INVESTIGACION A NIVEL GLOBAL. EL USO DE SISTEMAS PLASMONICOS EN ESTE PROCESO PUEDE SER PARTE DE LA RESPUESTA, BIEN SEA USANDOLOS CON SEMICONDUCTORES O POR SI SOLOS. LOS CRISTALES PLASMONICOS SON MATERIALES CONDUCTORES CON TAMAÑOS EN LA NANOESCALA, QUE PUEDEN ABSORBER DE MODO EFICIENTE LA LUZ PORQUE ESTA EXCITA DE FORMA RESONANTE LA OSCILACION COLECTIVA DE SUS ELECTRONES. TAMBIEN PODEMOS AJUSTAR FACILMENTE SU ESPECTRO DE ABSORCION AL CAMBIAR LA FORMA DEL CRISTAL, CON LO QUE SON MATERIALES IDEALES PARA AMPLIAR LA FRACCION QUE NOS RESULTA UTIL DEL ESPECTRO SOLAR. PERO SU USO EN FOTOCATALISIS ESTA LIMITADO POR LA DIFICULTAD DE EXTRAER LA ENERGIA ABSORBIDA POR EL CRISTAL PLASMONICO Y TRANSFERIRLA PARA QUE CONTRIBUYA A LA REACCION ANTES DE QUE SE PIERDA EN FORMA DE CALOR. AUNQUE VARIOS MECANISMOS FISICOS PERMITEN ESTA TRANSMISION, ES DIFICIL EXPLOTARLOS DE FORMA CONJUNTA Y EFECTIVA.ESTE PROYECTO IMPLEMENTARA UN NUEVO TIPO DE MODELO COMPUTACIONAL MULTIESCALA PARA EL ESTUDIO DE LA FOTOCATALISIS PLASMONICA, CREANDO UNA NUEVA GENERACION DE HERRAMIENTAS TEORICAS PARA AVANZAR EL DISEÑO DE FOTOCATALIZADORES HIBRIDOS DE MAYOR RENDIMIENTO EN LA GENERACION DE HIDROGENO Y LA SINTESIS DE AMONIACO, CON ELLO CONTRIBUYENDO AL ESTADO DEL ARTE DE UNA TECNOLOGIA POTENCIALMENTE TRANSFORMADORA. UN RETO IMPORTANTE EN EL ESTUDIO DE FOTOCATALISIS PLASMONICA ES AL GRAN RANGO DE ESCALAS INVOLUCRADAS, TANTO ESPACIALES COMO TEMPORALES. EN NUESTRO MODELO ENFRENTAREMOS ESTE RETO COMBINANDO CALCULOS MECANO-CUANTICOS, QUE CARACTERIZARAN LOS ESTADOS MOLECULARES Y SU INTERACCION CON LA SUPERFICIE DE LOS CATALIZADORES, CON UN FORMALISMO MIXTO QUE DESCRIBIRA LOS FENOMENOS FISICOS RELEVANTES A UNA ESCALA DE TAMAÑO MAYOR, ENGLOBANDO A LOS FOTOCATALIZADORES. LOS DOS FORMALISMOS ESTARAN CONECTADOS POR LAS VELOCIDADES DE REACCION DE LAS DISTINTAS TRANSFORMACIONES MOLECULARES OCURRIENDO EN EL SISTEMA, DEFINIDAS LOCALMENTE Y CALCULADAS CONJUNTAMENTE CON DATOS DE AMBOS. LASMONICA\AMONIACO\FIJACION DE NITROGENO\HIDROGENO\COMPUTACIONAL\TEORIA\ENERGIA SOLAR\FOTOCATALISIS

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