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Materiales para la energía: baterías y células de combustible

Ciencias de la Vida y de la Materia Simposio Internacional 4 y 5 de noviembre de 2002 Madrid

Doscientos años después del descubrimiento de la pila por Volta, la necesidad de conseguir acumulación de energía eléctrica es apremiante.

Organizado por:

Fundación Ramón Areces

Coordinador/es:

Miguel Ángel Alario y Franco Universidad Complutense. Madrid

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  • Programa

Dado el enorme, inaudito, desarrollo que han tenido la electrónica y la multitud de dispositivos de ella derivados que la civilización ha inventado e inventa continuamente: relojes, teléfonos, ordenadores, marcapasos,... y un largo etcétera, constituyen objetos imprescindibles para la mayoría de los habitantes de los países avanzados y objetos de deseo para los de los países en vías de desarrollo.

Pero esa misma civilización requiere además fuentes de energía diferentes de las convencionales que, como es notorio se basan en su mayor proporción en la combustión de especies químicas derivadas del carbono. Este proceso, sin embargo, conocido por la humanidad desde tiempos remotos con el descu-brimiento del fuego en el paleolítico, hace unos quinientos mil años, se ha generalizado de tal manera con el incremento del uso de la energía que comporta el desarrollo tecnológico creciente, que pone en peligro la propia existencia de la humanidad si se distorsiona el delicado equilibrio térmico de la atmósfera y se modifica, con la emisión incontrolada y creciente de dióxido de carbono y otros gases genéricamente denominados 'de efecto invernadero'.

Por ese motivo, se necesitan fuentes de energía que no produzcan CO2. De entre esas posibles fuentes, las células de combustible, diseñadas en 1937 por Bauer y Preiss a partir de la observación por Nernst, en 1899, de la elevada conductividad de oxígeno de la zircona dopada con ytria, constituyen quizá una de las más atractivas soluciones al problema indicado. Una célula de combustible es el substrato en el que tiene lugar la reacción de la combustión pero sin llama, sin fuego, pues, y en ella se alcanzan rendimientos notablemente más elevados que en el motor de combustión interna.

Utilizando hidrógeno como combustible y oxígeno como comburente, una célula de combustible produce una corriente eléctrica y únicamente agua como residuo. Por este motivo, este tipo de dispositivo está, en este momento, en el punto de mira de las empresas multinacionales del sector de automoción y también de las grandes compañías productoras de electricidad que conocen perfectamente que los días de las centrales eléctricas térmicas están contados. Tanto en las baterías como, sobre todo, en las células de combustible existen todavía gran número de problemas a resolver antes de su aplicación generalizada, si bien florecen ya en el mercado, aunque aún con muy reducidas ventas, vehículos cuya propulsión en ellas se basa.

En el presente simposio se van a tratar precisamente los problemas científicos más importantes de baterías y pilas de combustible en lo que se refiere a los materiales en que están basados. Es de enorme actualidad por las razones que anteceden y cuenta entre sus participantes con muchos de los primeros especialistas mundiales en ese campo y en él se explorarán los problemas que plantean los diferentes componentes de estos importantes dispositivos.

Lunes, 4

9:00

Apertura

Julio R. Villanueva
Consejo Científico. Fundación Ramón Areces.

Miguel Ángel Alario y Franco
Coordinador del Simposio.

9:30

Diseño de cátodos para baterías de ion litio

J.B. Goodenough
University of Texas at Austin. Austin. EE.UU.

10:20

Conductores mixtos (O-e) a bajas temperaturas: la electroquímica como fin y como medio

Nieves Casañ-Pastor
Instituto de Ciencia de Materiales. CSIC. Barcelona.

11:10

Descanso

12:00

Efectos del campo cristalino en el comportamiento de los compuestos de intercalación

Claude Delmas
Institut de Chimie de la Matière Condensé de Bordeaux. Pessac. Francia.

12:50

Distribución de vacantes y movilidad del litio en titanatos de La/Li tipo perovskita

Alejandro Várez
Universidad Carlos III. Leganés. Madrid.

13:40

Discusión

Moderador:
E. Morán
Universidad Complutense. Madrid.

14:00

Descanso

16:00

Conductores iónicos de oxígeno: diseño de propiedades y aplicaciones

Fernando Marques
Universidade de Aveiro. Portugal.

16:50

Nuevos retos en baterías convencionales: de las telecomunicaciones a los vehículos híbridos eléctricos

Julián Morales
Universidad de Córdoba.

17:40

Descanso

18:10

Óxidos laminares de manganeso y electrolitos polímeros para baterías de litio

Peter Bruce
University of St. Andrews. Reino Unido.

19:00

RMN de hidrógeno y de litio en el estudio de conductores iónicos, con referencia particular al NASICON

Jesús Sanz
Instituto de Materiales de Madrid. CSIC. Madrid.

19:50

Discusión

Moderador:
Miguel Ángel Alario y Franco

Martes, 5

9:30

Cerámicas conductoras protónicas de alta temperatura: propiedades y dispositivos con hidrógeno para aplicaciones energéticas

Hiroyasu Iwahara
Nagoya University. Nagoya. Japón.

10:20

Óxidos metálicos con iones litio móviles: síntesis y estudio de estructura / propiedades y reactividad

J. Gopalakrishnan
Indian Institute of Science, Solid State Unit. Bangalore. India.

11:10

Descanso

12:00

Microscopía electrónica de transmisión en el estudio de materiales conductores iónicos

Susana García Martín
Universidad Complutense. Madrid.

12:50

Cálculos a partir de primeros principios en óxidos de litio y metales de transición. Estabilidad de fases y estructura electrónica

Gerbrand Ceder
Massachusetts Institute of Technology. Cambridge. EE.UU.

13:40

Discusión

Moderador:
E. Morán

14:00

Descanso

16:00

Conductividad protónica en materiales inorgánicos. De bajas a altas temperaturas

Truls Norby
University of Oslo. Noruega.

16:50

Nano-pintura con carbono y polímeros redox. Cambiando las reglas de selección y prestaciones de los materiales de electrodo

Michel Armand
Université de Montreal. Canadá.

17:40

Descanso

18:10

La perovskita conductora de ion litio La2/3-xLi3xTiO3: aspectos estructurales y estudios del movimiento de Li+

J.L. Fourquet
Université du Maine. Le Mans. Francia.

19:00

La intercalación electroquímica más allá del litio

Flaviano García Alvarado
Universidad San Pablo-CEU. Boadilla del Monte. Madrid.

19:50

Discusión y conclusiones

Moderador:
Miguel Ángel Alario y Franco 

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