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Proyectos de investigación

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Producción eficiente de combustibles solares mediante el desarrollo de nuevas perovskitas con capacidad redox para la disociación termoquímica de CO2 y H2O

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Juan Manuel Coronado Carneiro

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Centro de investigación o Institución: IMDEA Energía.

Sinopsis

Aunque el uso de la energía solar para la generación de electricidad por medio de diferentes tecnologías (PV y CSP) es ya una realidad comercial, existe un creciente interés en emplear esta fuente renovable también para activar procesos químicos. Estas sustancias, que constituyen lo que se conoce como combustibles solares, son ricas en energía y se obtienen mediante procesos que permiten almacenar parte de la radiación solar en los enlaces moleculares, y pueden contribuir no solo a aumentar la sostenibilidad del transporte, sino también a un aprovechamiento más eficiente del recurso solar.

Entre las posibles alternativas para obtener combustibles solares, los ciclos termoquímicos basados en óxidos metálicos para la disociación de agua y CO2 a temperaturas elevadas constituyen una de las vías más prometedoras para obtener gas síntesis (CO+H2), a pesar de que hasta el momento los rendimientos obtenidos son relativamente modestos. En este sentido, el diseño de nuevos materiales redox más eficientes y adaptables a las distintas condiciones de operación podría contribuir a hacer realidad la producción plenamente renovable de combustibles.

En este contexto, los avances recientemente obtenidos utilizando perovskitas de estequiometrías complejas como La1-xSrxMnO 3-d, La1-x SrxCoO3-d, y La1-xSrxMnyAl1-xO3-d proporcionan claras evidencias de que, tanto la composición química como las propiedades estructurales, morfológicas y texturales son factores relevantes que deben optimizarse de manera conjunta para diseñar mediadores redox con mayores capacidades para la producción de combustibles solares.

Mediante este enfoque integral en el desarrollo de materiales, y aprovechando la versatilidad química de las perovskitas, este proyecto plantea como objetivo principal incrementar las eficiencias obtenidas hasta ahora con estos sistemas en la producción de hidrógeno y gas de síntesis en condiciones de operación compatibles con los sistemas solares de concentración. Asimismo, se pretende obtener una mejor comprensión del mecanismo de los procesos en la interfase gas-sólido empleando técnicas de caracterización "operando", con el fin de utilizar el conocimiento adquirido para optimizar los materiales redox empleados.

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