Oferta de Trabajos Fin de Máster

Ir a: UAM · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) · Instituto IMDEA Energía · Instituto IMDEA Nanociencia · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC) · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) · Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC) · Instituto de Optica, CSIC y Centro de Microanálisis de Materiales, UAM · Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC · Laboratorio Nacional de Fusion. CIEMAT · Universidad San Pablo CEU

Sistema TFM - MECF

Departamento de Física Aplicada 3 propuestas

TFM-2026-0010 Modificación optoelectrónica de oxinitruros de titanio mediante interacción iónica/láser para aplicaciones fotovoltaicas y de detección óptica Experimental Optoelectrónica Fotovoltaica Fotónica

Tutor/a principal: Antonio Mariscal Jimenez
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: El proyecto pretende estudiar las propiedades optoelectrónicas de láminas de baja dimensionalidad (de unos pocos nanómetros de espesor) de oxinitruro de titanio (TiON), un material conductor transparente. Las láminas se modificarán mediante la interacción ión-materia o láser-materia, con el objetivo de mejorar y ajustar sus propiedades optoelectrónicas para aplicaciones fotovoltaicas y de detección óptica.La interacción ión-materia proporciona una nueva vía, aún en fase de exploración, para sintonizar las propiedades optoelectrónicas de los nanomateriales, ya que también permite alterar la composición del material mediante la implantación de diferentes especies iónicas en la nanoestructura, lo que abre la puerta a nuevas aplicaciones de detección óptica. Por otro lado, la interacción con pulsos láser ultracortos permite acumular energía mediante el control de la fluencia y la velocidad de escaneado. La energía acumulada, junto con los distintos regímenes cinéticos del proceso, permite modificar y ajustar las propiedades optoelectrónicas del material. El trabajo se planifica de la siguiente manera: 1) Introducción al estado del arte, las técnicas de laboratorio y caracterización, y el software de simulación. 2) Experimentos de irradiación con iones o con pulsos láser ultracortos. Preparación experimental. Medidas in-situ. 3) Caracterización de las propiedades optoelectrónicas de las muestras irradiadas. Las modificaciones producidas se estudiarán antes y después de las irradiaciones mediante técnicas de elipsometría espectroscópica (incluidas simulaciones computacionales para obtener modelos optoelectrónicos), microscopía óptica, perfilometría y medidas de transmitancia en función de la temperatura, con el fin de determinar la banda prohibida.Este trabajo se llevará a cabo en el Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM), situado en el campus de la UAM. Se trata de una infraestructura científica singular distribuida que cuenta con dos láseres pulsados ultrarrápidos para la fabricación y el procesado de materiales. Su principal herramienta experimental es un acelerador electrostático de iones con una tensión terminal máxima de 5 MV, dedicado al análisis y la modificación de materiales.
Metodología: Ambiente muy dinámico y activo de investigación. Doctorandos, Estudiantes de TFM, Investigadores del CSIC, Profesorado de la UAM.
Perfil del/la estudiante: Estudiantes interesados en interacción ion-materia o láser-materia para aplicaciones fotovoltaicas y fotónicas. Acceso a infraestructuras singulares: Acelerador de iones y Láser de femtosegundos.
Palabras clave: Optoelectrónica Fotovoltaica Fotónica Células Solares Interacción Ion-Materia Interacción Láser-Materia.

Subir

TFM-2026-0048 Desarrollo y caracterización de ánodos nanoestructurados de Si@SWCNT para baterías de ion-litio de alta densidad energética Experimental Baterías de ion-litio. Ánodos de silicio. Nanotubos de carbono

Tutor/a principal: María del Carmen Morant Zacarés
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: En el contexto de la transición energética y la descarbonización, el desarrollo de sistemas avanzados de almacenamiento electroquímico resulta clave para la electromovilidad y las redes eléctricas. El grafito convencional presenta una capacidad teórica limitada (372 mAh/g), por lo que el silicio (Si) surge como una de las alternativas más atractivas por su elevada capacidad teórica (~3579 mAh/g). No obstante, sufre severas variaciones volumétricas (>300%) durante la litiación/deslitiación, provocando pulverización mecánica, degradación de la interfase sólida (SEI) y rápida pérdida de capacidad. Este TFM tiene como objetivo superar esta limitación mediante el desarrollo de electrodos compuestos basados en nanopartículas de silicio (50-100 nm) embebidas en redes conductoras y flexibles de nanotubos de carbono monocapa (SWCNT). La red tridimensional de SWCNT proporciona una conductividad electrónica sobresaliente y acomoda el estrés mecánico del silicio, manteniendo la cohesión estructural del electrodo. Resultados preliminares de ciclado prolongado (más de 300 ciclos) han evidenciado una notable estabilidad electroquímica y una reactivación de la batería, respaldando la viabilidad de esta aproximación. Las actividades a realizar en el TFM comprenderán:<ol><li class="ql-align-justify">Formulación y preparación de electrodos compuestos Si@SWCNT (optimizando la dispersión y la arquitectura freestanding o soportada).</li><li class="ql-align-justify">Ensamblaje de celdas electroquímicas tipo botón (coin-cell) en caja de guantes bajo atmósfera controlada de Ar.</li><li class="ql-align-justify">Caracterización morfológica y estructural mediante técnicas de microscopía y difracción (SEM, TEM, XRD).</li><li class="ql-align-justify">Evaluación electroquímica exhaustiva: ciclabilidad galvanostática a diferentes regímenes de corriente (rate capability), espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y voltamperometría cíclica (CV).</li></ol> Con el fin de avanzar hacia soluciones tanto de alto rendimiento como viables económicamente a nivel industrial, este TFM optimizará la arquitectura basada en nanotubos monocapa y, en una fase final, replicará y contrastará dicho comportamiento empleando nanofibras de carbono (CNF). El uso de CNFs aporta un refuerzo conductor y estructural similar frente al estrés mecánico, pero con un coste de producción sensiblemente inferior y una alta escalabilidad comercial.
Metodología: Valor añadido para el estudiante: El estudiante adquirirá competencias prácticas avanzadas en el procesamiento de nanomateriales de silicio y carbono, técnicas de ensamblaje en atmósfera inerte de Ar y análisis electroquímico de última generación aplicado al almacenamiento de energía.
Perfil del/la estudiante: Grado en Química. Grado en Física. Grado en Ingeniería de Materiales. Otras titulaciones afines.
No se requiere experiencia previa en electroquímica; se proporcionará formación en las técnicas necesarias. Se valorará el interés por la investigación aplicada en almacenamiento de energía.
Palabras clave: Baterías de ion-litio. Ánodos de silicio. Nanotubos de carbono

Subir

TFM-2026-0049 Ingeniería de defectos en nanoestructuras de WO₃ mediante irradiación iónica para aplicaciones en baterías de ion-litio Experimental Baterías de ion-litio Irradiación iónica Nanoestructuras de WO₃

Tutor/a principal: María del Carmen Morant Zacarés
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: Las baterías de ion-Li constituyen una de las principales tecnologías de almacenamiento electroquímico de energía, siendo necesario desarrollar nuevos materiales de electrodo que permitan mejorar su capacidad, estabilidad y comportamiento electroquímico. En este contexto, las nanoestructuras de WO₃ presentan propiedades de interés para el almacenamiento electroquímico de Li⁺, que pueden modificarse mediante la introducción controlada de defectos estructurales.El presente Trabajo de Fin de Máster (TFM) estudiará el efecto de la irradiación con iones de yodo sobre nanoestructuras de WO₃ obtenidas mediante anodización electroquímica. Se emplearán diferentes condiciones de irradiación para modificar de forma controlada la estructura y composición del material. La caracterización mediante espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS) tendrá un papel central para estudiar las modificaciones composicionales y su perfil en profundidad. Tanto la irradiación como las medidas de RBS se realizarán utilizando el Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM), haciendo uso de su acelerador de iones y de las técnicas de análisis por haces de iones (Ion Beam Analysis, IBA).Los materiales irradiados se emplearán posteriormente para la fabricación y montaje de electrodos y celdas de ion-Li. Los electrodos se integrarán en celdas tipo botón (coin-cell) ensambladas en cámara de guantes bajo atmósfera de argón (Ar). Las prestaciones electroquímicas se evaluarán mediante ciclos galvanostáticos de carga y descarga, voltametría cíclica (CV) y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), estudiando parámetros como la capacidad específica, eficiencia coulómbica, comportamiento a diferentes regímenes de carga/descarga y estabilidad durante el ciclado.Tras el ciclado bajo diferentes condiciones de operación, se realizará un estudio post-mortem de los electrodos con el objetivo de correlacionar su evolución estructural y composicional con el comportamiento electroquímico observado. Se estudiarán los cambios producidos durante el almacenamiento de Li⁺ y su relación con los defectos introducidos mediante irradiación. Como técnicas complementarias, y en función de la disponibilidad, se podrá recurrir a espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y microscopía electrónica de transmisión de barrido con espectroscopía de pérdida de energía electrónica (STEM/EELS) para profundizar en el análisis de los estados químicos, la estructura local y las modificaciones producidas a escala nanométrica.Finalmente, se establecerá una correlación entre las condiciones de irradiación, las modificaciones inducidas, el comportamiento electroquímico y los cambios observados mediante el análisis post-mortem, con el objetivo de comprender el papel de los defectos inducidos en el almacenamiento de Li⁺.Este TFM ofrece al estudiante la posibilidad de adquirir competencias en preparación y modificación de materiales nanoestructurados, irradiación mediante haces de iones y caracterización mediante técnicas IBA, fabricación y montaje de celdas de ion-litio en laboratorio especializado, caracterización electroquímica y análisis post-mortem de electrodos. Asimismo, permitirá desarrollar estas actividades en un entorno científico multidisciplinar, vinculado al desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento de energía y a la transición energética, incluyendo el uso de las instalaciones y del acelerador de iones del CMAM.
Metodología: El estudiante adquirirá competencias prácticas en modificación de materiales mediante haces de iones, caracterización avanzada por técnicas IBA (RBS), ensamblaje de celdas de ion-Li en atmósfera inerte de Ar y análisis electroquímico aplicado al almacenamiento de energía, trabajando en una gran instalación científica como el CMAM.
Perfil del/la estudiante: Grado en Física, Grado en Química, Grado en Ingeniería de Materiales u otras titulaciones afines.
Se valorará el interés por la investigación aplicada en almacenamiento de energía y en ciencia de materiales, así como conocimientos básicos de física de materiales o electroquímica. No se requiere experiencia previa en técnicas electroquímicas, ya que se proporcionará la formación necesaria.
Palabras clave: Baterías de ion-litio Irradiación iónica Nanoestructuras de WO₃

Subir

Departamento de Física de Materiales 3 propuestas

TFM-2026-0005 Descomposición mecanoquímica de la calcita mediante precursores de hidrógeno Experimental Hidrógeno sintesis descarbonización

Tutor/a principal: Jose Ramón Ares
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: La producción de cemento es una de las fuentes principales de emisiones de CO2 a nivel mundial (8%). Una parte (60%) de ese CO2 proviene del proceso de la descomposición térmica i.e. decarbonatación de la calcita (CaCO3  en CaO y CO2) y el resto de las vías usadas para alcanzar la elevada temperatura a la que transcurre esa reacción (700º-800ºC). Los métodos actuales para mitigar estas emisiones solo se basan en la captura y almacenamiento de CO2, lo que lleva a que sea necesarios nuevas vías para minimizarlas. Para ello, en este TFG el/la estudiante explorará una vía alternativa basada el tratamiento mecanoquímico de CaCO3 bajo un precursor de hidrógeno i.e hidruros sólidos. Para ello, utilizará la técnica de molienda mecánica de alta energía para favorecer la descarbonatación a baja temperatura utilizando fuerzas mecánicas en lugar de calor [2-3] junto con hidruros sólidos como portadores de hidrógeno (MgH2, NaAlH4..) con el objetivo de desestabilizar la calcita, descomponerla y sustituir la emisión de CO2 por CH4. El/la estudiante investigará la influencia de diferentes parámetros mecanoquímicos sobre la reacción entre la calcita y el hidruro y aprenderá a interpretar los resultados provenientes de diversas técnicas para caracterizar la reacción mecanoquímica: difracción de rayos X, microscopias electrónicas (SEM-FEG) y espectrometría (FTIR) asi como espectrometría de masas (TGA-MS). Además, al estar la investigación circunscrita a un proyecto europeo i.e. <a href="https://cilantro-project.eu/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://cilantro-project.eu/</a> , el/la estudiante se incorporará y participará del rico entorno de grupos científicos de carácter interdisciplinar e internacional promoviendo su desarrollo científico y personal.
Palabras clave: Hidrógeno sintesis descarbonización

Subir

TFM-2026-0033 Materiales y métodos para el uso del hidrógeno como vector energético Experimental

Tutor/a principal: Fabrice Leardini
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: Las fuentes renovables son de naturaleza intermitente, por lo que es necesario desarrollar vectores energéticos que permitan su acumulación y transporte. En la actualidad, el hidrógeno se considera uno de los vectores energéticos más prometedores para poder aumentar la penetración de las fuentes renovables. Para producir hidrógeno a partir de los excedentes de energía eléctrica se usan electrolizadores, los cuales emplean electrodos con buenas propiedades electrocatalíticas. Posteriormente, es necesario purificar y acumular el hidrógeno. Finalmente, la oxidación del hidrógeno para volver a formar agua permite recuperar parte de la energía empleada para su obtención. En el laboratorio de Materiales de Interés en Energías Renovables (MIRE, de sus siglas en inglés), investigamos nuevos materiales para el desarrollo de las tecnologías del hidrógeno. Una línea de investigación consiste en la preparación y caracterización de electrocatalizadores (calcogenuros metálicos) para la obtención del hidrógeno a partir de agua y fuentes renovables. Otra de las líneas de trabajo se centra en desarrollar materiales (hidruros metálicos) que permiten purificar y acumular el hidrógeno. El/la estudiante, en función de sus inquietudes e intereses, podrá elegir una de estas líneas de investigación para realizar su Trabajo Fin de Master. En la primera línea de trabajo se podrá familiarizar con el uso de distintos tratamientos de procesado de los electrodos para optimizar sus prestaciones. Podrá realizar experimentos de caracterización electroquímica, como medidas de las curvas de polarización (curvas de corriente-potencial), medidas de estabilidad y medidas de espectroscopia de impedancia electroquímica. Dentro de la segunda línea de trabajo se propone investigar materiales y métodos para la eliminación de impurezas del hidrógeno y para su posterior acumulación. Estos experimentos requieren el uso de técnicas de análisis de gases, como la cromatografía, o medidas volumétricas para determinar la estabilidad termodinámica de hidruros metálicos. En ambos casos los experimentos se podrán complementar con el análisis de la morfología, composición y estructura de los materiales usados como electrodos o como purificadores o acumuladores de hidrógeno antes y después de su uso, mediante microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de emisión de rayos X dispersivos, espectroscopia Raman y difracción de rayos X.
Perfil del/la estudiante: Cualquiera

Subir

TFM-2026-0038 Estructuras termoeléctricas/piezoeléctricas tipo perovskita para recolección de energía de fuentes múltiples Experimental

Tutor/a principal: Fabrice Leardini
Segundo/a tutor/a: Miguel Algueró Giménez · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: La recolección de energía es una tecnología de conversión, que transforma energía disipada en el ambiente en energía eléctrica para la alimentación “in situ” de electrónica de baja potencia. Constituye la alternativa más prometedora a las baterías en redes de sensores inalámbricos, fundamental para la resolución de los desafíos energéticos que plantea el despliegue masivo de estas redes en entornos inteligentes (Smart Cities, Industry 4.0, IoT …). Se han demostrado distintas tecnologías en función del tipo de energía recolectada: fotovoltaicas para luz, termoeléctricas para calor, piezoeléctricas para vibraciones mecánicas, magnetoeléctricas para campos magnéticos …, que descansan en mecanismos de transducción en estado sólido diferentes. Un campo de fuerte actividad es el desarrollo de materiales disimilares capaces de facilitar tecnologías de recolección de fuentes múltiples.En este proyecto se explorará una aproximación original basada en sulfuros y óxidos con estructura tipo perovskita para la obtención de plataformas termoeléctricas (fotovoltaicas) / piezoeléctricas (magnetoeléctricas) capaces de recolectar simultáneamente calor (luz) y vibraciones mecánicas (campos magnéticos residuales). Se pretende conseguir la sulfuración parcial controlada de óxidos, tales como BaTiO3 ferroeléctrico o BiFeO3 multiferroico, con el fin de obtener directamente capas ABS3 semiconductoras sobre sustratos ABO3 ferroicos.El trabajo se enmarca en una colaboración entre el grupo de Materiales de Interés en Energías Renovables de la UAM y el grupo de Óxidos Electroactivos para Dispositivos Inteligentes (EOSMAD) del ICMM-CSIC. El/la estudiante tendría la oportunidad de conocer y trabajar en ambos entornos, los dos en el propio Campus de Excelencia UAM-CSIC.

Subir

Departamento de Química Física Aplicada 1 propuesta

TFM-2026-0047 Producción de compuestos orgánicos de alto valor añadido mediante reducción electroquímica de CO₂ Experimental CO2RR electroquímica aplicada syngas

Tutor/a principal: Juan Aviles Moreno
Segundo/a tutor/a: Ivan Salmeron Sanchez
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: El dióxido de carbono es un importante gas de efecto invernadero que juega un papel crucial en la regulación de la temperatura del planeta. El crecimiento poblacional y económico ha generado una gran demanda energética basada en combustibles fósiles, aumentando la concentración media global de CO₂ desde 280 ppm en el siglo XVIII hasta 432 ppm en junio de 2025. Por ello, la conversión eficiente y selectiva de CO₂ en productos de alto valor añadido es de gran interés para mitigar esta crisis energético-ambiental.En este proyecto se abordará la reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR) empleando catalizadores bimetálicos (basados en combinaciones de Cu, Ag, Sn y Ni) sobre soportes de tela de carbono. Se estudiará el carácter hidrofílico e hidrofóbico de dichas telas, ya que influye críticamente en el transporte de CO₂, la accesibilidad a los centros activos y la supresión de reacciones competitivas como la evolución de hidrógeno.Además, se incorporará el uso de aditivos tipo surfactantes en el electrolito para modular la interfase electrodo/electrolito, favoreciendo la disponibilidad de CO₂ cerca del catalizador y aumentando la eficiencia faradaica hacia productos de alto valor añadido, especialmente monóxido de carbono (CO) y compuestos C1 como metano o ácido fórmico.El estudio se realizará en disolución y/o en fase gas. Los productos gaseosos se analizarán mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). La fase líquida se cuantificará mediante GC-FID y GC-TCD (técnica recientemente optimizada en nuestro laboratorio). Este trabajo forma parte del proyecto CO2HOPE (convocatoria 2026, Proyecto AVANZA de la Universidad Autónoma de Madrid).
Metodología: TFM experimental
Perfil del/la estudiante: Nociones en química y electroquímica, trabajo en laboratorio, técnicas de separación y cuantificación.
Palabras clave: CO2RR electroquímica aplicada syngas metano

Subir

Departamento de Química Inorgánica 2 propuestas

TFM-2026-0039 DESARROLLO DE POLÍMEROS ORGÁNICOS POROSOS, QUE INCORPORAN CARBONILOS METÁLICOS, PARA APLICACIONES FOTOCATALÍTICAS Experimental

Tutor/a principal: Avelina Arnanz Lara
Tipo de trabajo: Experimental
Descripción: En este proyecto se prepararán nuevos polímeros orgánicos porosos, que incorporen de forma controlada carbonilos metálicos, con el objetivo de desarrollar nuevos materiales para aplicaciones fotocatalíticas dirigidas a la obtención de compuestos de alto valor añadido, abordando desafíos cruciales de sostenibilidad como la descarbonización y la conversión de biomasa y CO2, o la producción fotocatalítica de H2O2 y NH3 (Figuras 1 y 2).           Figura 1. Conversión fotocatalítica de CO2 utilizando POPs que incorporan carbonilos metálicos. Figura 2. Conversión fotocatalítica de H2O2 utilizando POPs que incorporan carbonilos metálicos. En un primer abordaje, la estrategia de síntesis empleada consistirá en una vía pre-sintética con el fin de tener un mayor control sobre la disposición y el entorno químico de los centros metálicos activos aislados (single-site) en la estructura polimérica. Adicionalmente, se podrá valorar una vía de síntesis alternativa que contemple, en primer lugar, la preparación previa de los polímeros puramente orgánicos seguida, posteriormente, de su metalación utilizando directamente los precursores carbonilos metálicos (vía post-sintética).La disponibilidad de ambas rutas de síntesis, pre-sintética y post-sintética (véase la Figura 3), permitirá comparar los materiales obtenidos mediante cada una de ellas, tanto en términos de actividad fotocatalítica como de estructura y naturaleza de los centros metálicos incorporados.Después, se llevará a cabo la caracterización de los fotocatalizadores multifuncionales resultantes y de los precursores necesarios para su preparación mediante las técnicas habituales (RMN, FTIR, TEM, SEM, XRD, XPS…). Posteriormente, se estudiará la actividad de estos nuevos materiales en diferentes procesos como la fotorreducción de CO2<a href="https://dauam-my.sharepoint.com/personal/avi_arnanz_uam_es/Documents/DOCENCIA/DOCENCIA%20202six-202seven/TFM%20en%20M%C3%A1ster%20en%20Energ%C3%ADas%2026-27/propuesta%20TFM%20Master%20energ%C3%ADa.docx#_ftn1" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[1]</a> o la síntesis fotocatalítica de H2O2<a href="https://dauam-my.sharepoint.com/personal/avi_arnanz_uam_es/Documents/DOCENCIA/DOCENCIA%20202six-202seven/TFM%20en%20M%C3%A1ster%20en%20Energ%C3%ADas%2026-27/propuesta%20TFM%20Master%20energ%C3%ADa.docx#_ftn2" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[2]</a> a partir de agua o de NH3 a partir de nitrógeno.El TFM se llevará a cabo entre el departamento de Química Inorgánica de la UAM y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), situado en el campus de Cantoblanco.           Figura 3. Descripción de la vía de síntesis pre-sintética (izquierda) y post-sintética (derecha). <a href="https://dauam-my.sharepoint.com/personal/avi_arnanz_uam_es/Documents/DOCENCIA/DOCENCIA%20202six-202seven/TFM%20en%20M%C3%A1ster%20en%20Energ%C3%ADas%2026-27/propuesta%20TFM%20Master%20energ%C3%ADa.docx#_ftnref1" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[1]</a>Single Site W(0) versus Re(I)-Dipyridophenazine- Based Conjugated Porous Polymer for CO2 Photoreduction, Ángela Matarín, Félix Sánchez, Laura Collado, Mariam Barawi, Víctor A. de la Peña O'Shea, Avelina Arnanz, Marta Liras, Marta Iglesias, Small Structures, 2024, 5(11), pp. 2400185.DOI: <a href="https://doi.org/10.1002/sstr.202400185" rel="noopener noreferrer" target="_blank">doi.org/10.1002/sstr.202400185</a><a href="https://dauam-my.sharepoint.com/personal/avi_arnanz_uam_es/Documents/DOCENCIA/DOCENCIA%20202six-202seven/TFM%20en%20M%C3%A1ster%20en%20Energ%C3%ADas%2026-27/propuesta%20TFM%20Master%20energ%C3%ADa.docx#_ftnref2" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[2]</a> Multicomponent BTBT–Anthracene-Based Porous Organic Polymers for Enhanced Visible Light Photocatalytic H2O2 Production, Ángela Matarín, Paula García-Balaguer, M. Luisa Ferrer, Urbano Díaz, Andres Burgos-Caminal, Wojciech Gawelda, Avelina Arnanz, Eva M. Maya, Marta Iglesias, artículo bajo revisión en la revista Chemical Engineering Journal.
Metodología: El trabajo se desarrollará entre el Departamento de Química Inorgánica de la UAM y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)

Subir

TFM-2026-0002 Materiales Híbridos orgánicos-inorgánicos para producción fotocatalítica de Hidrógeno Experimental Fotocatálisis Hidrógeno Energías renovables

Tutor/a principal: Alicia Moya Cuenca
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: (Madrid)
Descripción: El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo el desarrollo y estudio de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos para su aplicación en la producción fotocatalítica de hidrógeno. El trabajo pretende contribuir al desarrollo de nuevos materiales fotocatalíticos y explorar el potencial de clústeres metálicos como alternativas a los metales nobles en la producción sostenible de hidrógeno.En particular, se plantea el empleo de estructuras orgánicas covalentes (COFs) como materiales fotocatalíticos, debido a sus propiedades ópticas, electrónicas y texturales, así como a la posibilidad de modificar su estructura de forma racional. Sobre estos materiales se incorporarán clústeres metálicos con el objetivo de favorecer la separación y transferencia de las cargas fotogeneradas y proporcionar centros activos para la reacción de evolución de hidrógeno. Se estudiará la influencia de la incorporación de estas especies metálicas sobre las propiedades fisicoquímicas y el comportamiento fotocatalítico de los materiales, evaluando su capacidad para producir hidrógeno y su estabilidad. Asimismo, se comparará su actividad con la de los materiales de partida y con sistemas convencionales basados en Pt, ampliamente utilizado como co-catalizador.El trabajo que se propone en este TFM es altamente interdisciplinar y permitirá al estudiante adquirir conocimientos de diversos campos desde la síntesis química, caracterización de materiales, así como su aplicación fotocatalítica para producción de combustibles sostenibles usando energía solar. Además, este proyecto surge de una colaboración internacional con Technical University of Wien (TUW), en Viena, Austria.
Perfil del/la estudiante: Graduado en Química/Ingeniería Química
Palabras clave: Fotocatálisis Hidrógeno Energías renovables

Subir

Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) 13 propuestas

TFM-2026-0001 Desarrollo, fabricación y caracterización de coatings multifuncionales para aplicaciones en energía nuclear de fisión y fusión Experimental Fusión nuclear fisión nuclear materiales avanzados

Tutor/a principal: Elisabetta Carella · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: El desarrollo de sistemas de energía nuclear avanzados, tanto de fisión como de fusión, requiere materiales capaces de soportar condiciones extremas de temperatura, corrosión, irradiación y exposición a especies de hidrógeno. En este contexto, los coatings multifuncionales representan una estrategia prometedora para mejorar el rendimiento, la seguridad y la vida útil de componentes críticos.El presente Trabajo Fin de Máster tendrá como objetivo estudiar el potencial de distintos recubrimientos avanzados para aplicaciones nucleares, abordando no solo el análisis del estado del arte, sino también aspectos relacionados con su fabricación y caracterización.El trabajo incluirá la evaluación de diferentes tecnologías de deposición de coatings, con especial énfasis en el diseño y la puesta a punto de un nuevo sistema de fabricación mediante sputtering DC, optimizado para la obtención de recubrimientos funcionales destinados a entornos nucleares.Asimismo, se investigará el comportamiento de estos materiales en condiciones representativas de operación, incluyendo su respuesta frente a la irradiación, la corrosión por metales líquidos y la interacción con isótopos del hidrógeno como el deuterio.Para ello, se emplearán técnicas avanzadas de caracterización de materiales que permitan relacionar las propiedades microestructurales y composicionales de los coatings con su desempeño funcional.
Metodología: Según el perfil del estudiante, se puede decidir dirigir el trabajo hacia una rama u otra (diseño, experimentos, caracterización)
Perfil del/la estudiante: Cualquier perfil de ciencias o ingeniería
Palabras clave: Fusión nuclear fisión nuclear materiales avanzados coatings multifuncionales magnetron sputtering corrosión por metales líquidos irradiación permeación de hidrógeno SEM SIMS materiales para energía.

Subir

TFM-2026-0004 Semiconductores para el aumento de la eficiencia de conversión de energía en células solares a partir de materiales grafénicos procedentes de reciclaje de baterías. Experimental Energía Solar materiales electrodos

Tutor/a principal: María Begoña Asenjo Zamorano · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Rodolfo Fernández Martínez · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: El objetivo de este trabajo es la preparación sostenible de materiales, a partir de grafito reciclado procedente de baterías agotadas de coches híbridos y su caracterización tanto física como quimicamente, para su aplicación como fotoánodos en células solares sensibilizadas con colorante (DSSC).La eficiencia en este tipo de células depende fundamentalmente de las propiedades individuales de cada uno de los materiales utilizados, que desempeñan funciones específicas en los procesos involucrados en dicha conversión, por lo que se obtendrán semiconductores para mejorar la conversión de energía, la transferencia de carga y la absorción de luz solar.
Perfil del/la estudiante: Químico, Ingeniero Químico,
Palabras clave: Energía Solar materiales electrodos Fotovoltaica célula solar materiales grafenicos

Subir

TFM-2026-0006 Evaluación teórica del comportamiento térmico de patios escolares Teórico confort térmico isla de calor urbana datos metereologicos

Tutor/a principal: Emanuela Giancola · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Silvia Soutullo Castro · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Teórico
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: Evaluación teórica del comportamiento térmico de patios escolares antes y después de su transformación mediante intervenciones basadas en NBS, en uno de los casos piloto. Esta investigación busca generar una metodología robusta de evaluación y simulación, así como herramientas aplicables a diferentes contextos climáticos y urbanos, promoviendo el confort térmico, la calidad del aire y la reducción del riesgo climático en entornos escolares. Colaboración del estudiante en tareas específicas dentro de las siguientes actividades clave.·    Desarrollo de modelos de simulación ambiental y energética: simular distintos escenarios de diseño en los patios escolares, considerando variables como temperatura superficial y ambiental, velocidad del aire, humedad relativa y radiación solar, considerando condiciones típicas y de eventos extremos.·    Diseño metodológico de evaluación del confort térmico exterior: basadas en parámetros internacionales (PMV, PET, UTCI) y adaptadas a la población infantil, analizando la evolución térmica de los espacios antes y después de la intervención mediante indicadores cuantificables.·    Difusión y transferencia de resultados: colaboración en la elaboración de informes técnicos y/o comunicaciones para seminarios organizados por el proyecto COL3NATUR, y participación en talleres de formación y divulgación con comunidades escolares. Este Trabajo Fin de Máster permitirá al estudiante desarrollar competencias en el diseño, simulación y evaluación de entornos escolares sostenibles, que, a través de una aproximación interdisciplinar y aplicada, contribuyan a cerrar la brecha entre la teoría y la práctica en la lucha contra el cambio climático en el ámbito educativo. MetodologíaEl Trabajo Fin de Máster (TFM) se desarrollará en el marco del proyecto COL3NATUR, una iniciativa orientada a la adaptación al cambio climático a través de la re-naturalización eficiente de patios escolares y entornos educativos, con el fin de reducir los impactos asociados al aumento de temperaturas, las olas de calor, y otros eventos extremos (como calimas, sequías o lluvias torrenciales). Este proyecto se enmarca dentro del espacio SUDOE y tiene como objetivo principal contribuir a la resiliencia climática de los centros escolares, integrando Soluciones Basadas en la Naturaleza (NBS) y herramientas digitales que favorezcan una transición hacia una economía baja en carbono, saludable y sostenible
Metodología: Metodología
El Trabajo Fin de Máster (TFM) se desarrollará en el marco del proyecto COL3NATUR, una iniciativa orientada a la adaptación al cambio climático a través de la re-naturalización eficiente de patios escolares y entornos educativos, con el fin de reducir los impactos asociados al aumento de temperaturas, las olas de calor, y otros eventos extremos (como calimas, sequías o lluvias torrenciales). Este proyecto se enmarca dentro del espacio SUDOE y tiene como objetivo principal contribuir a la resiliencia climática de los centros escolares, integrando Soluciones Basadas en la Naturaleza (NBS) y herramientas digitales que favorezcan una transición hacia una economía baja en carbono, saludable y sostenible
Perfil del/la estudiante: Licenciatura, Ingeniería, Arquitectura, Grado en Física o equivalentes
Palabras clave: confort térmico isla de calor urbana datos metereologicos

Subir

TFM-2026-0009 Estudio de nuevos combustibles nucleares basados en uranio con aditivos grafénicos Experimental Energía nuclear nuevos combustibles óxidos de uranio

Tutor/a principal: Jone Miren Elorrieta Baigorri · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Iván Sánchez García · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: El combustible más utilizado en los reactores nucleares de agua ligera consiste en una matriz cerámica de óxido de uranio (UO2). La adición de diferentes elementos puede ayudar a mejorar las propiedades de este combustible tanto en el reactor nuclear como en la etapa posterior de almacenamiento. Entre esos elementos, los compuestos de carbono recientemente han empezado a ganar interés dado que aportan una mejora en la conductividad térmica y en la eficiencia energética. Las actividades de investigación propuestas en este proyecto están dirigidas a generar un conocimiento adicional que será fundamental a la hora de determinar si los combustibles avanzados basados en compuestos de UO2 con aditivos grafénicos, poco estudiados hasta ahora, pero con excelentes expectativas, son una opción conveniente. En particular, el trabajo propuesto tiene como principal objetivo caracterizar y comparar dos combustibles de UO2 con diferentes compuestos grafénicos (empleando grafito y óxido de grafeno) en distintas proporciones.Para evaluar la potencial aplicación de estos combustibles avanzados, es necesario estudiar las características microestructurales y químicas de los combustibles UO2 dopados. Para cada material, se estudiará el método de fabricación más efectivo, y se utilizarán distintas técnicas de caracterización, como difracción de rayos X, microscopía electrónica y espectroscopia Raman.
Metodología: El trabajo conlleva trabajar en una instalación radiactiva y manipular elementos radiactivos como los óxidos de uranio.
Perfil del/la estudiante: Graduado/a en Química o Física o Ingeniería
Palabras clave: Energía nuclear nuevos combustibles óxidos de uranio compuestos grafénicos

Subir

TFM-2026-0016 Cálculo de temperaturas con OpenFOAM, en módulos de breeding blankets a irradiar en IFMIF DONES Experimental Fusión Nuclear

Tutor/a principal: Fernando Arranz Merino · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Ignacio Hernández Erice · CIEMAT
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: El estudiante colaborará con los supervisores en el cálculo de temperaturas en un prototipo a irradiar en IFMIF DONES. Utilizando los modelos y estimaciones ya disponibles, se afinará en el cálculo de la distribución de temperaturas. Participará en las reuniones periódicas de un equipo multidisciplinar de Físicos e Ingenieros trabajando en el proyecto internacional Eurofusion. Los resultados pueden formar parte de presentaciones a congresos y/o artículos de investigación. La experiencia adquirida facilitará la aplicación a futuras ofertas de empleo en CIEMAT, ITER, IFMIF DONES y otros organismos similares.
Perfil del/la estudiante: Estudiante interesado en investigación en Fusión Nuclear
Palabras clave: Fusión Nuclear

Subir

TFM-2026-0017 Innovación en la conversión limpia de energía: Materiales avanzados para Celdas de Óxido Sólido Experimental Energía limpia Hidrógeno Materiales avanzados

Tutor/a principal: Araceli Fuerte Ruiz · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Rita X Valenzuela Balderrama · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: ¿Te interesa el hidrógeno renovable y las tecnologías que pueden transformar el sistema energético del futuro? Este proyecto te permitirá trabajar en una de las áreas más prometedoras de la transición energética: las celdas de óxido sólido (SOC), dispositivos capaces de producir electricidad e hidrógeno de forma altamente eficiente. El objetivo principal del trabajo es desarrollar y estudiar nuevos materiales para mejorar el rendimiento y la durabilidad de estos dispositivos. Para ello, el estudiante participará en todas las etapas de la investigación, desde la síntesis de materiales avanzados para su uso como electrodos y electrolitos SOC, hasta su caracterización mediante técnicas punteras. Además, tendrá la oportunidad de fabricar y evaluar celdas y pequeños stacks SOFC/SOEC en condiciones reales de operación, utilizando metodologías y equipos similares a los empleados en la industria. A lo largo del proyecto, el estudiante adquirirá competencias en:•  Síntesis y procesamiento de materiales funcionales para aplicaciones energéticas.•  Técnicas avanzadas de caracterización estructural y microestructural.•  Fabricación y ensayo de dispositivos electroquímicos SOFC/SOEC.•  Análisis e interpretación de datos experimentales.•  Metodologías de investigación aplicada y procedimientos utilizados en entornos industriales. El trabajo desarrollado proporcionará al estudiante una formación especializada en materiales para energía, tecnologías del hidrógeno y conversión energética, permitiéndole adquirir competencias experimentales y de investigación aplicada con gran relevancia para el ámbito científico e industrial y para una futura carrera investigadora o profesional.
Metodología: Este TFM se desarrollará íntegramente en CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, en particular en la Unidad de Materiales Funcionales para Tecnologías de Hidrógeno (https://rdgroups.ciemat.es/web/funmatech2).
El estudiante contará con el apoyo y seguimiento de profesionales en un contexto multidisciplinar y adquirirá capacidades de independencia para su futuro profesional en el campo del hidrógeno, actualmente con alta demanda de profesionales cualificados
Perfil del/la estudiante: El proyecto es adecuado para Titulación Nivel Meces III en Ciencias/Ingeniería, tanto para Ingeniería (Química, Industrial, Energía, Materiales) como Grado en Ciencias (Químicas, Ambientales), pudiendo orientarse de acuerdo con la formación e intereses del estudiante.
Palabras clave: Energía limpia Hidrógeno Materiales avanzados Síntesis y Evaluación

Subir

TFM-2026-0018 Desarrollo y evaluación electroquímica de celdas de óxido sólido para la conversión de combustibles alternativos Experimental celda de óxido sólido energía electroquímica

Tutor/a principal: María José Escudero Berzal · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Esperanza Ruiz Martínez · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: Las celdas de óxido sólido (SOFC) permiten convertir directamente la energía química de diferentes combustibles en energía eléctrica con una elevada eficiencia. El uso de combustibles alternativos, como el metano, el biogás y el gas de síntesis, ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo de sistemas energéticos más sostenibles. Sin embargo, su utilización requiere evaluar el comportamiento electroquímico y catalítico de los materiales, así como su estabilidad durante el funcionamiento a alta temperatura.Este trabajo pretende proporcionar al alumno formación práctica en el análisis de componentes y sistemas energéticos basados en celdas de óxido sólido, abarcando distintas áreas de conocimiento, como la química, la ciencia de materiales, la electroquímica, los procesos energéticos y la catálisis, mediante su participación en las siguientes actividades:·        Síntesis de materiales mediante el método sol-gel.·        Caracterización fisicoquímica de los materiales mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM) acoplada a espectroscopía de rayos X por dispersión de energías (EDS).·        Preparación de tintas y deposición de capas de electrocatalizador.·        Preparación de celdas y evaluación de su comportamiento en operación con combustibles alternativos, como metano, biogás y gas de síntesis, mediante técnicas electroquímicas de corriente continua (curvas corriente-tensión y ensayos de cronoamperometría) y corriente alterna (espectroscopia de impedancia electroquímica), acopladas a cromatografía de gases para el análisis de los procesos y de la composición de los gases de salida.·        Caracterización post mortem de las celdas mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido con análisis EDS (SEM-EDS), para evaluar los posibles cambios estructurales y microestructurales producidos durante la operación.
Metodología: El Trabajo Fin de Máster se desarrollará en el marco del proyecto «Conversión electroquímica de energía e hidrógeno en celdas reversibles de óxido sólido utilizando óxidos de alta entropía como electrodos» (ECO-H2), que se lleva a cabo en el CIEMAT en colaboración entre las Unidades de Valorización Termoquímica Sostenible y de Conversión Electroquímica de Energía e Hidrógeno.
El trabajo permitirá al estudiante adquirir experiencia práctica en síntesis y caracterización de materiales, técnicas electroquímicas y evaluación de celdas de óxido sólido alimentadas con combustibles alternativos. Se valorará el interés por la investigación experimental, la electroquímica, los materiales avanzados y las tecnologías de conversión de energía.
Perfil del/la estudiante: Estudiantes de titulaciones de Ingeniería (Química, Industrial, Energética o de Materiales) o de grados en Ciencias (Química o Ciencias Ambientales).
Palabras clave: celda de óxido sólido energía electroquímica biogás gas de síntesis

Subir

TFM-2026-0021 Desarrollo de recubrimientos antiensuciamiento para reflectores solares aplicados por pulverización y curados mediante radiación UV Experimental recubrimientos energia solar térmica de concentración materiales

Tutor/a principal: Gema San Vicente Domingo · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: La acumulación de polvo y suciedad en los reflectores de las instalaciones termosolares de concentración reduce su eficiencia y aumenta los costes de operación y mantenimiento asociados a la limpieza. Una estrategia para mitigar este problema podría ser aplicar recubrimientos hidrofóbicos que reduzcan la adherencia de las partículas y faciliten su eliminación, sin comprometer las propiedades ópticas de los reflectores. La combinación de la aplicación por pulverización y el curado mediante radiación ultravioleta (UV) ofrece una vía prometedora para tratar grandes superficies y permitir su aplicación o reaplicación directamente en planta, sin necesidad de tratamientos térmicos en horno.El objetivo de este TFM es desarrollar y optimizar recubrimientos antiensuciamiento para reflectores solares que puedan aplicarse por pulverización y curarse mediante radiación UV. Se partirá de formulaciones obtenidas mediante el método sol-gel, incorporando componentes fotopolimerizables y fotoiniciadores que permitan formar y consolidar el larecubrimiento mediante exposición a radiación UV. Se estudiarán parámetros de pulverización como la distancia al sustrato,y su efecto en la homogeneidad y las propiedades de las capas. Asimismo, se optimizarán las condiciones de curado UV para obtener recubrimientos con propiedades hidrofóbicas y resistencia mecánica adecuadas.Los recubrimientos se caracterizarán mediante medidas de reflectancia, espesor, dureza e hidrofobicidad. Se evaluarán su resistencia a la abrasión y su durabilidad frente a agentes ambientales. Su capacidad antiensuciamiento se analizará mediante ensayos de ensuciamiento artificial, comparando su comportamiento con el de reflectores sin recubrir. El trabajo permitirá establecer condiciones de aplicación y curado a escala de laboratorio y valorar el potencial de esta metodología para su futura implementación en plantas termosolares.
Metodología: El TFM incluye trabajo en laboratorio y caracterización de materiales.
Perfil del/la estudiante: Químico, medioambiental..
Palabras clave: recubrimientos energia solar térmica de concentración materiales

Subir

TFM-2026-0022 Simulación CFD de un Receptor Solar con Distribución Adaptativa de Propiedades Hidráulicas Teórico Solar energy CFD high temperature

Tutor/a principal: Antonio Ávila Marin · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Laura Christina Alonso Pardo · CIEMAT
Tipo de trabajo: Teórico
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: <h3>Objetivo</h3>El objetivo principal de este Trabajo Fin de Máster es investigar numéricamente una estrategia avanzada de diseño de receptores solares de aire basada en la adaptación espacial de sus propiedades hidráulicas a distribuciones no uniformes de radiación solar concentrada.Los receptores volumétricos convencionales, con propiedades homogéneas del absorbedor, pueden presentar diferencias significativas en la temperatura del aire a la salida entre las regiones centrales, sometidas a mayor irradiancia, y las regiones periféricas, que reciben una menor cantidad de radiación. El concepto propuesto pretende mejorar la uniformidad térmica mediante una distribución espacial controlada de la resistencia hidráulica, favoreciendo mayores caudales de aire en las regiones que reciben mayor irradiancia solar. <h3>Metodología y actividades</h3>El/la estudiante desarrollará un modelo termo-fluidodinámico a escala de receptor completo utilizando STAR-CCM+, incorporando propiedades hidráulicas y térmicas obtenidas previamente mediante caracterización experimental y/o simulaciones CFD de estructuras de absorbedores porosos.Las principales actividades incluirán:<ol><li>Introducción a los receptores solares de aire, la transferencia de calor en medios porosos y la simulación CFD.</li><li>Desarrollo de un modelo macroscópico equivalente del receptor bajo condiciones representativas de flujo solar no uniforme.</li><li>Simulación de una configuración de referencia con propiedades homogéneas del absorbedor y de configuraciones alternativas con resistencia hidráulica adaptada espacialmente.</li><li>Análisis comparativo de la distribución de caudal de aire, las temperaturas locales de salida, la uniformidad térmica, la pérdida de carga y la eficiencia térmica del receptor.</li><li>Análisis de sensibilidad de determinados parámetros hidráulicos y condiciones de operación, en función del avance del trabajo.</li><li>Interpretación de los resultados, elaboración de conclusiones y redacción de la memoria del Trabajo Fin de Máster.</li></ol> <h3>Resultados esperados</h3>El trabajo permitirá cuantificar los beneficios potenciales de la redistribución pasiva del caudal de aire en receptores solares de aire e identificar distribuciones adecuadas de las propiedades hidráulicas que proporcionen un mejor compromiso entre la uniformidad térmica, la transferencia de calor y las pérdidas de presión. --- ENGLISH VERSION ObjectiveThe main objective of this Master's Thesis is to numerically investigate an advanced design strategy for air solar receivers based on the spatial adaptation of their hydraulic properties to non-uniform concentrated solar radiation.Conventional volumetric receivers with homogeneous absorber properties may exhibit significant differences in air outlet temperature between highly irradiated central regions and less irradiated peripheral regions. The proposed concept aims to improve thermal uniformity through a controlled spatial distribution of hydraulic resistance, promoting higher airflow rates in regions receiving greater solar irradiance. Methodology and activitiesThe student will develop a receiver-scale thermo-fluid dynamic model using STAR-CCM+, incorporating hydraulic and thermal properties previously obtained from experimental characterization and/or CFD simulations of porous absorber structures.The main activities will include:<ol><li>Introduction to volumetric solar receivers, heat transfer in porous media and CFD modelling.</li><li>Development of a macroscopic equivalent model of the receiver under representative non-uniform solar flux conditions.</li><li>Simulation of a reference configuration with homogeneous absorber properties and alternative configurations with spatially adapted hydraulic resistance.</li><li>Comparative analysis of airflow distribution, local outlet temperatures, thermal uniformity, pressure drop and receiver thermal efficiency.</li><li>Sensitivity analysis of selected hydraulic parameters and operating conditions, depending on the progress achieved.</li><li>Interpretation of results, preparation of conclusions and writing of the Master's Thesis.</li></ol> Expected outcomesThe work is expected to quantify the potential benefits of passive airflow redistribution in air solar receivers and identify suitable hydraulic property distributions that provide an improved compromise between thermal uniformity, heat transfer performance and pressure losses.
Metodología: El Trabajo Fin de Máster deberá realizarse de manera presencial en las instalaciones de CIEMAT (Madrid), dentro de un equipo de investigación especializado en tecnologías solares de concentración. Se proporcionará formación y supervisión técnica durante su desarrollo. El alcance del trabajo se adaptará a la carga lectiva del TFM y al progreso del estudiante.
Perfil del/la estudiante: El requisito fundamental del estudiante es tener motivación e interés. Se consideran fundamentales la curiosidad científica, la iniciativa y la disposición para aprender.
Palabras clave: Solar energy CFD high temperature air cst

Subir

TFM-2026-0024 Modelización CFD de receptores solares de aire con geometrías porosas optimizadas Teórico Solar energy CFD heat transfer

Tutor/a principal: Antonio Ávila Marin · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Daniel Sanchez Señoran · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Teórico
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: ObjetivoEl objetivo principal de este Trabajo Fin de Máster es desarrollar un modelo numérico a escala de receptor completo que permita evaluar el comportamiento térmico e hidráulico de receptores solares de aire que incorporan diferentes geometrías porosas optimizadas.En estudios previos se han caracterizado mediante simulaciones CFD distintas arquitecturas de absorbedores porosos, incluyendo las geometrías E842, R2046 y Voronoi, obteniendo parámetros equivalentes como los coeficientes de transferencia de calor (HTC) y las correlaciones de pérdida de carga (ΔP).El trabajo propuesto pretende integrar estos parámetros en un modelo macroscópico del receptor y analizar cómo las diferentes geometrías influyen en la temperatura del aire a la salida, la transferencia de calor, las pérdidas de presión y la eficiencia térmica global del receptor. Metodología y actividadesEl/la estudiante desarrollará un modelo termo-fluidodinámico utilizando STAR-CCM+, partiendo de resultados numéricos y experimentales obtenidos previamente.Las principales actividades incluirán:<ol><li>Introducción a los receptores solares de aire, la transferencia de calor en medios porosos y la simulación CFD.</li><li>Desarrollo de un modelo macroscópico simplificado, pero representativo, de un receptor volumétrico completo.</li><li>Implementación de las propiedades térmicas e hidráulicas equivalentes de las geometrías E842, R2046 y Voronoi.</li><li>Simulación de las tres configuraciones bajo unas mismas condiciones de operación.</li><li>Análisis comparativo de las distribuciones de temperatura, las temperaturas del aire a la salida, la potencia térmica transferida y las pérdidas de presión.</li><li>Análisis de sensibilidad bajo diferentes condiciones de operación, en función del avance del trabajo.</li><li>Interpretación de los resultados, elaboración de conclusiones y redacción de la memoria del Trabajo Fin de Máster.</li></ol> Resultados esperadosEl trabajo permitirá establecer una conexión entre la caracterización CFD a escala de geometría porosa y el comportamiento global del receptor, identificando las geometrías más prometedoras y los compromisos existentes entre la eficiencia térmica y las pérdidas de presión.En función del avance alcanzado, el estudio podrá ampliarse al análisis de distribuciones no uniformes de flujo solar o a configuraciones que combinen diferentes geometrías porosas dentro de un mismo receptor.
Metodología: El Trabajo Fin de Máster deberá realizarse de manera presencial en las instalaciones de CIEMAT (Madrid), dentro de un equipo de investigación especializado en tecnologías solares de concentración.
Se proporcionará formación y supervisión técnica durante su desarrollo. El alcance del trabajo se adaptará a la carga lectiva del TFM y al progreso del estudiante.
Perfil del/la estudiante: El requisito fundamental del estudiante es tener motivación e interés.
Se consideran fundamentales la curiosidad científica, la iniciativa y la disposición para aprender.
Palabras clave: Solar energy CFD heat transfer fluid flow CSP CST

Subir

TFM-2026-0026 Producción de hidrógeno renovable a partir de conversión termoquímica de biomasa Experimental Biomasa residuos hidrógeno

Tutor/a principal: Jose Maria Sanchez Hervas · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Gregorio Molina Moya · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: La Unidad de Valorización Termoquímica Sostenible del Departamento de Energía de CIEMAT está ejecutando proyectos de investigación en generación de hidrógeno renovable a partir de biomasa y residuos biogénicos con bajo potencial de reciclado.Así el proyecto BIOENH2, financiado por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, se refiere al estudio para la obtención, almacenamiento y distribución de energía e hidrógeno renovables a partir de biomasa como vector para una transición energética sostenible.CIEMAT es responsable de las tareas asociadas a la depuración y mejora de la calidad del syngas, previo a su conversión en hidrógeno.El/La estudiante se integrará en el equipo de investigación del proyecto.Descripción de las tareas:1.Estudio del material bibliográfico disponible2.Ejecución de ensayos de laboratorio para eliminación de azufre y cloro en gases de pirólisis y craqueo, usando adsorbentes y catalizadores basados en materiales reciclados3.Análisis de resultados: Tratamiento y procesado de los datos obtenidos4.Colaboración en la redacción de contribución científico-técnica a congreso internacional y artículo científico5.Redacción de Trabajo Fin de Máster
Metodología: LUGAR REALIZACIÓN: CIEMAT, Av. Complutense, 40 - 28040 Madrid
FECHAS Y HORARIOS (orientativos): febrero a junio de 2027, L a V, 9 a 14 h (opcional 9 a 13 h)
Perfil del/la estudiante: Grado en Ciencias (Químicas, Ambientales), Ingeniería (Química, Ambiental, Industrial, Energía)
Palabras clave: Biomasa residuos hidrógeno energía renovable

Subir

TFM-2026-0027 Preparación y estudio de adsorbentes circulares avanzados para integración en producción de bioenergía y biocombustibles Experimental Biomasa residuos biocombustibles

Tutor/a principal: Jose Maria Sanchez Hervas · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Isabel Ortiz Gonzalez · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: La Unidad de Valorización Termoquímica Sostenible del Departamento de Energía de CIEMAT está ejecutando el proyecto CAST-V “Adsorbentes Circulares Avanzados para Valorización Termoquímica”.El objetivo del proyecto, financiado por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, es contribuir a la I+D en el desarrollo de materiales novedosos, renovables y sostenibles que puedan ser utilizados en la purificación de gases de conversión termoquímica en el marco de la economía circular, como paso necesario para la producción de bioenergía, biocombustibles y bioproductos.El/La estudiante se integrará en el equipo de investigación del proyecto.Descripción de las tareas:1. Estudio del material bibliográfico disponible2. Ejecución de ensayos de laboratorio de pirólisis y carbonización hidrotermal para producir biochar3. Transformación del biochar en grafeno y carbones activados y estudio de la capacidad de depuración de gases4. Análisis de resultados: Tratamiento y procesado de los datos obtenidos5. Colaboración en la redacción de contribución científico-técnica a congreso internacional y artículo científico6. Redacción de Trabajo Fin de Máster
Metodología: LUGAR REALIZACIÓN: CIEMAT, Av. Complutense, 40 - 28040 Madrid
FECHAS Y HORARIOS (orientativos): febrero a junio de 2027, L a V, 9 a 14 h (opcional 9 a 13 h)
Perfil del/la estudiante: Grado en Ciencias (Químicas, Ambientales), Ingeniería (Química, Ambiental, Industrial, Energía)
Palabras clave: Biomasa residuos biocombustibles

Subir

TFM-2026-0032 Optimización del apuntamiento de heliostatos para la reducción de picos de flujo en receptores solares de torre Teórico Concentrated solar energy; solar tower; heliostat aiming strategy; flux optimization.

Tutor/a principal: Basharat Jamil · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Segundo/a tutor/a: Antonio Ávila Marin · Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Tipo de trabajo: Teórico
Lugar de realización: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) — Avenida Complutense 40 (Madrid)
Descripción: Resumen: El Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo analizar numéricamente estrategias de apuntamiento de heliostatos para redistribuir el flujo solar concentrado sobre receptores de torre. En estos sistemas, la concentración de radiación sobre superficies receptoras limitadas puede generar regiones de alto flujo local, aumentando el riesgo térmico y condicionando la operación del receptor. El control del apuntamiento de los heliostatos permite modificar la distribución espacial del flujo incidente sin alterar físicamente el campo solar.El trabajo partirá de una configuración de referencia de torre solar con un campo de heliostatos previamente definido. Se comparará una estrategia base, en la que los heliostatos apuntan al centro del receptor, con diferentes estrategias optimizadas de apuntamiento. El análisis considerará distintos tamaños de receptor y leyes estructuradas de apuntamiento, evaluando su capacidad para reducir el pico de flujo manteniendo una fracción elevada de la potencia útil interceptada.El objetivo final será identificar configuraciones de apuntamiento que proporcionen un compromiso adecuado entre reducción de concentración local, conservación de potencia, control del derrame óptico e implementación práctica. Los resultados permitirán establecer criterios para futuros estudios de operación avanzada, control de flujo y acoplamiento con modelos térmicos de receptores solares. Metodología del trabajo: El/la estudiante se integrará en una línea de investigación centrada en simulación óptica, optimización y análisis de mapas de flujo en sistemas solares de torre. El trabajo se desarrollará de forma progresiva:1.    Formación y revisión del problema físicoIntroducción a los sistemas solares de torre, campos de heliostatos, receptores solares y distribuciones no uniformes de flujo. Revisión de conceptos de concentración, interceptación, derrame óptico, apuntamiento y riesgo térmico.2.    Definición del caso de referenciaFamiliarización con la configuración de referencia del campo de heliostatos y del receptor. Simulación de casos base con apuntamiento al centro del receptor y obtención de mapas de flujo para diferentes tamaños de receptor.3.    Optimización de estrategias de apuntamientoDefinición de leyes de apuntamiento estructuradas, por ejemplo lineales, cuadráticas o radiales por regiones. Formulación de un criterio de optimización orientado a reducir el pico de flujo manteniendo una potencia mínima en el receptor.4.    Análisis de métricas de redistribuciónComparación entre mapas base y mapas optimizados mediante potencia interceptada, pico máximo de flujo, derrame, reducción relativa del pico, percentiles altos de flujo y medidas de uniformidad espacial. Identificación de regímenes dominados por la geometría del receptor y de regímenes con mayor capacidad de redistribución.5.    Estudios complementarios y redacciónEn función del avance, se podrán evaluar la sensibilidad frente a errores ópticos, la reducción del número de puntos de apuntamiento o escenarios simplificados de indisponibilidad de heliostatos. Finalmente, se prepararán las figuras, tablas resumen, memoria final y presentación del TFM. --------- ENGLISH VERSION-------- Overview: The Master’s Thesis aims to numerically analyse heliostat aiming strategies for redistributing concentrated solar flux over tower receivers. In these systems, concentrating radiation on limited receiver surfaces can generate regions of high local flux, increasing thermal risk and constraining receiver operation. Controlling heliostat aiming allows the spatial distribution of incident flux to be modified without physically altering the solar field.The work will start from a reference solar tower configuration with a previously defined heliostat field. A baseline strategy, in which the heliostats aim at the centre of the receiver, will be compared with different optimised aiming strategies. The analysis will consider different receiver sizes and structured aiming laws, evaluating their ability to reduce peak flux while maintaining a high fraction of the useful intercepted power.The final objective will be to identify aiming configurations that provide an appropriate compromise between reducing local concentration, retaining power, controlling optical spillage, and practical implementation. The results will help establish criteria for future studies on advanced operation, flux control, and coupling with thermal models of solar receivers.Work methodology:The student will join a research line focused on optical simulation, optimisation, and flux map analysis in solar tower systems. The work will be carried out progressively:1. Training and review of the physical problemIntroduction to solar tower systems, heliostat fields, solar receivers, and non-uniform flux distributions. Review of the concepts of concentration, interception, optical spillage, aiming, and thermal risk.2. Definition of the reference caseFamiliarisation with the reference configuration of the heliostat field and receiver. Simulation of baseline cases with aiming at the centre of the receiver and generation of flux maps for different receiver sizes.3. Optimisation of aiming strategiesDefinition of structured aiming laws, for example linear, quadratic, or region-based radial laws. Formulation of an optimisation criterion aimed at reducing peak flux while maintaining a minimum power level at the receiver.4. Analysis of redistribution metricsComparison of baseline and optimised maps in terms of intercepted power, maximum flux density, spillage, relative peak reduction, high flux percentiles, and measures of spatial uniformity. Identification of regimes dominated by receiver geometry and regimes with greater potential for redistribution.5. Supplementary studies and thesis writingDepending on progress, sensitivity to optical errors, a reduction in the number of aiming points, or simplified scenarios of heliostat unavailability may be evaluated. Finally, the figures, summary tables, final thesis document, and Master’s Thesis presentation will be prepared. Bibliografía y referencias:<ol><li class="ql-align-justify">Wagner, M. J.; Wendelin, T. (2018). SolarPILOT: A power tower solar field layout and characterization tool. Solar Energy, 171, 185–196. <a href="https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.06.063" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.06.063</a>.</li><li class="ql-align-justify">Wendelin, T. (2003). SolTRACE: A New Optical Modeling Tool for Concentrating Solar Optics. Proceedings of the ASME 2003 International Solar Energy Conference, Kohala Coast, Hawaii, USA, 15–18 March 2003. New York: American Society of Mechanical Engineers, pp. 253–260. NREL/CP-550-32866. <a href="https://doi.org/10.1115/ISEC2003-44090" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://doi.org/10.1115/ISEC2003-44090</a>.</li><li class="ql-align-justify">Salomé, A.; Chhel, F.; Flamant, G.; Ferrière, A.; Thiery, F. (2013). Control of the flux distribution on a solar tower receiver using an optimized aiming point strategy: Application to THEMIS solar tower. Solar Energy, 94, 352–366. <a href="https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.02.025" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.02.025</a>.</li><li class="ql-align-justify">Besarati, S. M.; Goswami, D. Y. (2014). A computationally efficient method for the design of the heliostat field for solar power tower plant. Renewable Energy, 69, 226–232. <a href="https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.03.043" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.03.043</a>.</li><li class="ql-align-justify">The MathWorks, Inc. (2026). MATLAB Documentation. Natick, MA: The MathWorks, Inc. Available online: MATLAB Help Center. Accessed: 5 October 2026.</li></ol>
Metodología: El Trabajo Fin de Máster deberá realizarse inicialmente de forma presencial en el CIEMAT (Madrid), en el seno de un equipo de investigación especializado en tecnologías solares de concentración. Posteriormente, podrá acordarse una modalidad de trabajo híbrida en función del avance del trabajo. Durante todo el proyecto se proporcionarán formación y supervisión técnica continuada. El alcance del trabajo se ajustará a la carga académica correspondiente a los créditos del Trabajo Fin de Máster y al progreso del estudiante.
Perfil del/la estudiante: 1. Motivación, interés por aprender y curiosidad científica.
2. Capacidad para trabajar de forma ordenada con simulaciones y análisis de resultados.

Deseable, pero no obligatorio:
• Conocimientos básicos de energía solar de concentración.
• Conocimientos básicos de transferencia de calor, óptica geométrica o sistemas energéticos.
• Interés por la simulación numérica, la optimización y el análisis de datos.
• Conocimientos básicos de programación científica, preferiblemente MATLAB o Python.
• Capacidad de lectura técnica en inglés.
Palabras clave: Concentrated solar energy; solar tower; heliostat aiming strategy; flux optimization.

Subir

Instituto IMDEA Energía 3 propuestas

TFM-2026-0031 Diseño, síntesis y aplicación de marcos orgánicos covalentes como electrodos para baterías de iones de zinc Experimental Electrochemistry Batteries Energy Storage

Tutor/a principal: Vikram Singh · Instituto IMDEA Energía
Segundo/a tutor/a: rebeca marcilla · Instituto IMDEA Energía
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto IMDEA Energía — Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3 (Móstoles)
Descripción: Proposal Summary: Esta tesis de máster aborda la transición energética hacia sistemas de almacenamiento sostenibles mediante el diseño racional, la síntesis química y la evaluación electroquímica de estructuras orgánicas covalentes (COF, por sus siglas en inglés) como electrodos en baterías de iones de zinc (ZIB). Ante desafíos tales como el crecimiento de dendritas de zinc —que pueden perforar los separadores—, la autocorrosión y pasivación del ánodo, las reacciones de desprendimiento de hidrógeno (HER) y la lenta cinética de intercalación iónica —provocada por el gran tamaño de los iones de zinc hidratados, lo que dificulta la difusión y provoca la degradación de los electrodos convencionales—, los COF ofrecen estructuras cristalinas porosas y sitios redox ajustables capaces de optimizar el transporte iónico y mitigar los cambios volumétricos. El estudiante investigará la relación estructura-propiedad con el fin de maximizar tanto la capacidad como la estabilidad a largo plazo. Metodología del trabajo: El plan experimental se estructura en cuatro fases principales:Síntesis: Preparación solvotérmica de redes poliméricas cristalinas (2D/3D) mediante reacciones de condensación, con el fin de maximizar la cristalinidad y el rendimiento.Caracterización fisicoquímica: Verificación estructural mediante difracción de rayos X en polvo (PXRD), espectroscopía FT-IR y Raman, fisisorción de gases (N₂) para determinar la porosidad, y microscopía SEM/EDS para analizar la morfología.Fabricación de electrodos: Preparación de tintas electroquímicas (compuestas por COF, un agente conductor y un aglutinante) y ensamblaje de semiceldas (tipo moneda) con zinc metálico, realizado en una caja de guantes bajo atmósfera de argón.Caracterización electroquímica: Ensayos de carga-descarga galvanostática, voltamperometría cíclica (CV) y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) para evaluar la capacidad, los mecanismos redox y la resistencia. Bibliografía y referencias:1. X. Zhao et al., Covalent organic frameworks (COFs) for electrochemical applications, Chem. Soc. Rev., (2021) 50, 6871-6913. [Open Access]2. B. Sun et al., Covalent Organic Frameworks: Their Composites and Derivatives for Rechargeable Metal-Ion Batteries, ACS Nano, (2024) 18, 28-66.3. B. Song et al., Sodium-ion batteries: From basic research to Industrialization, Adv. Func. Mater., (2025) 35, e10872.4. J. Wu et al., Application and Prospect of COF/MOF-Based Composites and Their Derivatives in Sodium Batteries, Adv. Func. Mater., (2025) 36, e17053.
Metodología: Considero que esta tesis puede resultar excelente para los estudiantes que deseen comprender las baterías basadas en materiales orgánicos y cómo se están utilizando materiales sostenibles para desafiar a las baterías de iones de litio existentes.
Perfil del/la estudiante: 1. Formación previa: Dado que los participantes son estudiantes de un máster en Energía (o campos afines, como Química, Ciencia de los Materiales o Ingeniería), se asume que cuentan con una base técnica adecuada.
2. Conocimientos teóricos: Fundamentos de electroquímica, nociones básicas sobre baterías y química orgánica fundamental.
3. Habilidades prácticas: Experiencia básica en un laboratorio de síntesis química. Se valorará la familiaridad con la literatura científica en inglés. Se ofrecerá formación específica para el uso de equipos electroquímicos, cajas de guantes y otra instrumentación necesaria.
Palabras clave: Electrochemistry Batteries Energy Storage Sustainability Organic Materials Porous Materials

Subir

TFM-2026-0034 Producción Solar de Amoniaco y Urea a través de Materiales Multifuncionales Híbridos Innovadores fotocatalsis semiconductores organicos combustibles solares

Tutor/a principal: Marta Liras Torrente · Instituto IMDEA Energía
Segundo/a tutor/a: Marcelo Echeverri Muñoz · Instituto IMDEA Energía
Lugar de realización: Instituto IMDEA Energía — Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3 (Móstoles)
Descripción: El tema abordado en este TFM propone una revolución en la forma en que producimos fertilizantes y almacenamos energía: transformar directamente la luz solar en amoníaco y urea mediante materiales híbridos avanzados. En un contexto global marcado por la crisis energética, la dependencia de combustibles fósiles y la amenaza creciente a la seguridad alimentaria, este proyecto aborda de forma simultánea tres desafíos críticos del siglo XXI: descarbonización industrial, soberanía energética y sostenibilidad agrícola.Se pretende romper con este paradigma al plantear una tecnología disruptiva capaz de producir estos compuestos en condiciones suaves, utilizando únicamente recursos abundantes como N₂, CO₂, agua y energía solar.El núcleo innovador de este proyecto TFM reside en el desarrollo de una nueva generación de materiales multifuncionales híbridos, basados en polímeros porosos conjugados y semiconductores inorgánicos, diseñados para maximizar la absorción de luz y la eficiencia catalítica. Esta aproximación no solo supera las limitaciones actuales de la fotocatálisis, sino que abre la puerta a procesos “one-pot” altamente selectivos y escalables, inexistentes hasta la fecha.El tema propuesto en este TFM tiene un impacto transformador: posibilita la producción descentralizada de fertilizantes, reduce la dependencia geopolítica, valoriza CO₂ en un modelo de economía circular y sienta las bases de nuevos vectores energéticos sostenibles. En definitiva, representa una apuesta estratégica por un futuro limpio, resiliente y tecnológicamente soberano.
Metodología: El tema propuesto cuenta con financiacion propia a traves de un Proyecto de investigación Ramón Areces
Perfil del/la estudiante: Grado en Quimica, Fisica o Materiales con interes en procesos mediados por luz, y diseño y caracterización avanzada de materiales y proceso
Palabras clave: fotocatalsis semiconductores organicos combustibles solares caracterizacion avanzada

Subir

TFM-2026-0042 Relación estructura-propiedad-actividad en materiales fotoactivos para aplicaciones de conversión de energía solar Experimental Energía solar fotoquímica química orgánica

Tutor/a principal: MIGUEL GÓMEZ MENDOZA · Instituto IMDEA Energía
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto IMDEA Energía — Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3 (Móstoles)
Descripción: Los métodos tradicionales para la obtención de compuestos de interés industrial requieren en muchos casos el uso de alta temperatura, presión y condiciones de reacción poco sostenibles. En los últimos años, se ha demostrado que mediante procesos fotocatalíticos empleando luz visible es posible llevar a cabo diferentes transformaciones químicas de interés industrial en condiciones más suaves. Sin embargo, todavía existe el desafío de aumentar la eficiencia de esta tecnología mediante el desarrollo de materiales fotoactivos más eficientes y selectivos.En este contexto, una de las principales cuestiones en el desarrollo de nuevos sistemas fotocatalíticos es: ¿qué propiedades fotofísicas de los materiales fotoactivos determinan su capacidad para transformar eficientemente la energía solar absorbida en procesos químicos útiles?En nuestro grupo de investigación trabajamos para desarrollar y estudiar nuevos materiales fotoactivos capaces de promover, mediante reacciones fotocatalíticas, transformaciones químicas de interés industrial y energético. El objetivo principal de este Trabajo Final de Máster será estudiar la relación entre las propiedades fotofísicas de diferentes materiales fotoactivos y su actividad fotocatalítica, mediante la combinación de técnicas espectroscópicas avanzadas y estudios de actividad catalítica.Para alcanzar este objetivo se emplearán diferentes fotocatalizadores que serán caracterizados mediante técnicas como UV-Visible, fotoluminiscencia y absorción transitoria (TAS), con el fin de estudiar la dinámica de los estados excitados, los procesos de transferencia electrónica y la separación de cargas. Además, se evaluará el rendimiento de los procesos fotocatalíticos mediante técnicas analíticas como GC-MS y HPLC, estableciendo relaciones entre las propiedades fotofísicas de los materiales y su comportamiento catalítico.
Metodología: TFM multidisciplinar que involucra tareas experimentales en síntesis, preparación y un amplio empleo de técnicas avanzadas de
caracterización que podrá aprender el estudiante. Conocimiento en catálisis, inorgánica, orgánica o ciencia de los materiales.
Perfil del/la estudiante: Grado en Quimica, Fisica o Materiales.
Palabras clave: Energía solar fotoquímica química orgánica química de los materiales

Subir

Instituto IMDEA Nanociencia 1 propuesta

TFM-2026-0052 Materiales conmutables por transición de espín para la gestión térmica pasiva y el ahorro energético Experimental transición de espín (spin crossover) láminas termocrómicas (thermochromic films) ahorro energético (energy saving)

Tutor/a principal: Jose Sanchez Costa · Instituto IMDEA Nanociencia
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto IMDEA Nanociencia — 9, Faraday (Madrid)
Descripción: Los edificios consumen alrededor del 40 % de la energía en Europa, y buena parte se va en calentar y enfriar espacios a través de las ventanas. Este TFM propone desarrollar láminas delgadas que cambian de forma reversible sus propiedades ópticas con la temperatura, sin consumo eléctrico. Se basan en materiales con transición de espín: compuestos moleculares que “conmutan” entre dos estados al calentarse o enfriarse, con un cambio de color y de absorción de luz.El estudiante sintetizará nanopartículas de estos materiales y las incorporará en matrices poliméricas para fabricar láminas flexibles y transparentes. Después medirá cómo cambian su transmitancia y su color con la temperatura. Por último, evaluará su potencial como recubrimiento para ventanas inteligentes con las métricas habituales del sector: modulación solar y transmitancia luminosa. El trabajo culminará con un pequeño demostrador que muestre el efecto de la lámina en la temperatura interior de una maqueta bajo iluminación.Es un proyecto experimental y multidisciplinar, en la frontera entre química de materiales, física y eficiencia energética. Se realizará en un grupo con publicaciones activas en este campo.
Metodología: El trabajo se realizará en IMDEA Nanociencia (Campus de Cantoblanco, junto a la UAM), con acceso a instalaciones de síntesis y caracterización avanzada. Los resultados podrían contribuir a una publicación científica.
Perfil del/la estudiante: Química, Física, Ciencia e Ingeniería de Materiales o Ingeniería Química. Se valorará el interés por el trabajo experimental de laboratorio. No se requiere experiencia previa en materiales moleculares.
Palabras clave: transición de espín (spin crossover) láminas termocrómicas (thermochromic films) ahorro energético (energy saving) materiales inteligentes (smart materials)

Subir

Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC) 9 propuestas

TFM-2026-0019 De lignina a Jet Fuel: desarrollo de un proceso catalítico para la producción de combustibles sostenibles de aviación Experimental Combustibles sostenibles Valorización biomasa Jet Fuel

Tutor/a principal: Patricia Reñones Brasa · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: Silvia Morales de la Rosa · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: La transición energética necesita nuevas soluciones para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, en especial en el sector de la aviación (SAF). Entre las diversas rutas, la biomasa destaca como una alternativa muy prometedora, debido a el uso de residuos orgánicos como fuente de energía renovable.Uno de los componentes más relevantes de la biomasa es la lignocelulosa. Este material permite la producción de bioqueroseno, tanto de estructura lineal como cíclica. La variante cíclica es especialmente importante en el uso en aviación, ya que proporciona características deseables como resistencia a bajas temperaturas y compatibilidad con los sistemas y juntas empleados en los aviones actuales.El objetivo del trabajo es desarrollar y optimizar un proceso catalítico para transformar compuestos representativos de la lignina en hidrocarburos, mediante reacciones de desoxigenación e hidrogenación.El trabajo ofrece la oportunidad de participar en una investigación experimental que abarca la preparación y evaluación de diferentes catalizadores metálicos y bimetálicos, el estudio de las condiciones de reacción y la identificación de los productos obtenidos. Las reacciones se llevarán a cabo en un reactor de lecho fijo. Asimismo, se emplearán técnicas de caracterización para conocer las propiedades de los catalizadores y técnicas de análisis para evaluar la conversión y selectividad, identificar las principales rutas de reacción y estudiar la eficiencia catalítica. Además, se estudiará la influencia de las condiciones operativas y de las características de los catalizadores en la eficiencia del proceso, considerando tanto su viabilidad técnica como energética.
Perfil del/la estudiante: Química, Ingeniería química, Medio ambiente, Energía
Palabras clave: Combustibles sostenibles Valorización biomasa Jet Fuel SAF catalizadores

Subir

TFM-2026-0020 Diseño de catalizadores para la producción de biocombustibles desde el hidrotratamiento de lípidos provenientes de microalgas Experimental Combustibles sostenibles microalgas biomasa

Tutor/a principal: Silvia Morales de la Rosa · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: Patricia Reñones Brasa · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: La producción de biocombustibles a partir de biomasa residual como materia prima se presenta como una alternativa sostenible frente al uso de combustibles fósiles, dado que constituye un proceso con emisiones netas nulas de dióxido de carbono, contribuyendo así a la mitigación del calentamiento global. Este enfoque no solo permite aprovechar desechos orgánicos, sino que también promueve una economía circular y la reducción del impacto ambiental asociado al uso de recursos no renovables. Además, los biocombustibles obtenidos mediante este tipo de procesos poseen características fisicoquímicas compatibles con la infraestructura existente de transporte, distribución y almacenamiento de combustibles, lo que facilita su integración al sistema energético actual sin requerir modificaciones significativas.Entre las rutas tecnológicas más prometedoras para la conversión de biomasa residual destaca el hidrotratamiento de aceites, grasas y lípidos provenientes de microalgas residuales, proceso que posibilita la producción de hidrocarburos renovables.El objetivo principal del presente trabajo es evaluar la actividad catalítica y la selectividad de distintos catalizadores metálicos en la etapa de desoxigenación, utilizando compuestos modelo oxigenados y nitrogenados. En particular, se estudiarán catalizadores basados en fosfuros metálicos soportados, con el propósito de identificar las composiciones más activas y selectivas para la obtención de hidrocarburos, además se optimizarán las condiciones de la reacción y analizará la cinética de las reacciones. Los resultados de esta investigación contribuirán al desarrollo de procesos sostenibles y eficientes para la producción de biocombustibles avanzados, fortaleciendo la valorización de la biomasa residual promoviendo la transición hacia una matriz energética más limpia y renovable.
Metodología: Aprendizaje del uso de reactores de flujo continuo, síntesis de catalizadores y técnicas de análisis y caracterización.
Perfil del/la estudiante: Grado en química, ingeniería química, medioambiente o equivalentes
Palabras clave: Combustibles sostenibles microalgas biomasa residuos transición energética catálisis

Subir

TFM-2026-0028 Optimización de un proceso fotoelectrocatalítico para la producción de H2O2 Experimental Electrocatálisis Fotoelectrocatalísis Hydrogen Peroxide (H2O2)

Tutor/a principal: Álvaro Tolosana · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: Maria Jesus Soto Alvarez · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: El objetivo proncipal de este trabajo es el desarrollo y optimización de un proceso fotoelectroquímico para la producciónde H2O2. Para ello se estudiará la influencia de varios parámetros como caudal de electrolito, caudal de O2, o temperatura. Además, se sintetizarán catalizadores con los cuales se prepararán los electrodos. Se evaluará la actividad y velocidad de producción del H2O2. Por último, tras determinar las condiciones óptimas se realizarán estudios de estabilidad y caracterización de los catalizadores usados.
Perfil del/la estudiante: Con conocimiento de química-física, especialmente de catálisis y electroquímica
Palabras clave: Electrocatálisis Fotoelectrocatalísis Hydrogen Peroxide (H2O2) Fotocatalizador Reacción de Evolución de Oxígeno (OER) Reacción de Reducción de Oxígeno (ORR)

Subir

TFM-2026-0029 Decoración de catalizadores con puntos cuánticos basados en carbono para la conversión electroquímica de CO2. Experimental Electrocatálisis; Reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR); Puntos cuánticos de carbono (CQDs); Nanomateriales; Catalizadores basados en cobre; Valorización de CO₂; Energías sostenibles.

Tutor/a principal: María Victoria Martínez Huerta · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: El aumento de la concentración atmosférica de CO₂ impulsa el desarrollo de tecnologías para su valorización. La reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR) permite transformar este gas en productos químicos de valor añadido, entre ellos compuestos multicarbono (C₂+) como etileno, etanol o propanol.Los puntos cuánticos de carbono (carbon quantum dots, CQDs) constituyen una alternativa prometedora para modificar electrocatalizadores, gracias a sus propiedades electrónicas, defectos estructurales y grupos funcionales superficiales, que pueden modular las propiedades de los sitios activos y su comportamiento catalítico.El objetivo del TFM es desarrollar y evaluar electrocatalizadores basados en cobre modificados con CQDs, explorando el efecto de su composición y funcionalización con heteroátomos sobre la actividad y selectividad de la CO₂RR, especialmente hacia productos C₂+.Contenido y tareas a realizar:El/la estudiante se integrará en un grupo de investigación especializado en electrocatálisis y participará en las siguientes actividades:·        Preparación de CQDs y modificación de electrocatalizadores basados en cobre.·  Caracterización fisicoquímica, estructural y morfológica de los materiales mediante diferentes técnicas espectroscópicas y microscópicas.·        Evaluación electroquímica de los catalizadores, estudiando su actividad, selectividad y estabilidad.·        Identificación y cuantificación de los productos de reacción mediante técnicas cromatográficas.·        Análisis y discusión de los resultados y elaboración de la memoria del TFM.El TFM se desarrollará en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC (ICP-CSIC), dentro del grupo de investigación de Materiales Porosos Avanzados y Electrocatálisis con amplia trayectoria en catalizadores para aplicaciones energéticas y medioambientales, participación en numerosos proyectos competitivos nacionales e internacionales y colaboraciones con centros de investigación europeos. El grupo dispone de infraestructura experimental especializada y acceso a técnicas avanzadas de caracterización, incluidas metodologías in situ y operando. El estudiante se integrará en un entorno científico multidisciplinar, adquiriendo experiencia práctica en investigación de materiales y tecnologías electroquímicas sostenibles.
Metodología: El TFM tendrá un carácter eminentemente experimental y se desarrollará en un entorno de investigación dinámico y multidisciplinar, con acceso a equipamiento científico avanzado. El/la estudiante se integrará en las actividades habituales del grupo, participando en reuniones científicas y en la discusión de resultados, y tendrá la oportunidad de familiarizarse con proyectos de investigación nacionales e internacionales y colaboraciones con otros centros.

El trabajo contará con supervisión científica continua y las actividades se adaptarán a la formación previa y los intereses del estudiante. Se trata de una excelente oportunidad para adquirir experiencia práctica en investigación y para quienes estén considerando continuar su formación mediante una tesis doctoral.
Perfil del/la estudiante: Graduados/as en Química, Ingeniería Química, Ingeniería de Materiales o titulaciones afines
Palabras clave: Electrocatálisis; Reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR); Puntos cuánticos de carbono (CQDs); Nanomateriales; Catalizadores basados en cobre; Valorización de CO₂; Energías sostenibles.

Subir

TFM-2026-0030 Desarrollo de técnicas espectroelectroquímicas in situ para la reducción electroquímica de CO2. Experimental Electrocatálisis; Reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR); Espectroelectroquímica; Espectroscopía Raman in situ; Caracterización operando; Mecanismos de reacción; Electrocatalizadores.

Tutor/a principal: María Victoria Martínez Huerta · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: La reducción electroquímica de CO2 (CO2RR) constituye una estrategia prometedora para transformar este gas de efecto invernadero en productos químicos de valor añadido, contribuyendo al desarrollo de una economía circular del carbono. No obstante, la reacción presenta una elevada complejidad mecanística debido a la existencia de múltiples rutas de reacción y productos posibles.Las técnicas espectroelectroquímicas permiten estudiar los procesos electrocatalíticos in situ, proporcionando información sobre las especies superficiales y los mecanismos de reacción que resulta esencial para el diseño de catalizadores más selectivos y eficientes.El objetivo del TFM es desarrollar y optimizar una metodología basada en espectroscopía Raman in situ para el estudio de la CO₂RR. Para ello se evaluarán catalizadores desarrollados en el grupo de investigación y se correlacionará la información espectroscópica obtenida con los resultados electroquímicos y los productos formados durante la reacción.Contenido y tareas a realizar:El/la estudiante se integrará en un grupo de investigación activo en electrocatálisis y participará en las siguientes actividades:·        Evaluación electroquímica de catalizadores, analizando su actividad, selectividad y estabilidad.·        Identificación y cuantificación de productos mediante técnicas cromatográficas·   Desarrollo y optimización de una metodología de espectroscopía Raman acoplada a reacciones electrocatalíticas.·        Análisis y discusión de resultados, así como elaboración de la memoria del TFM.El trabajo se desarrollará en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC), en el grupo de Materiales Porosos Avanzados y Electrocatálisis con amplia experiencia en catálisis, participación en proyectos competitivos nacionales e internacionales y colaboraciones con centros de investigación europeos. El estudiante tendrá acceso a infraestructura científica avanzada y adquirirá formación especializada en técnicas in situ aplicadas al estudio de procesos electroquímicos de interés energético y medioambiental.
Metodología: El TFM tendrá un carácter eminentemente experimental y se desarrollará en un entorno de investigación dinámico y multidisciplinar, con acceso a equipamiento científico avanzado. El/la estudiante se integrará en las actividades habituales del grupo, participando en reuniones científicas y en la discusión de resultados, y tendrá la oportunidad de familiarizarse con proyectos de investigación nacionales e internacionales y colaboraciones con otros centros.

El trabajo contará con supervisión científica continua y las actividades se adaptarán a la formación previa y los intereses del estudiante. Se trata de una excelente oportunidad para adquirir experiencia práctica en investigación y para quienes estén considerando continuar su formación mediante una tesis doctoral.
Perfil del/la estudiante: Graduados/as en Química, Ingeniería Química, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Nanociencia y Nanotecnología o titulaciones afines
Palabras clave: Electrocatálisis; Reducción electroquímica de CO₂ (CO₂RR); Espectroelectroquímica; Espectroscopía Raman in situ; Caracterización operando; Mecanismos de reacción; Electrocatalizadores.

Subir

TFM-2026-0036 Reciclaje de plásticos con calefacción magnética: tecnología y consumo energético Experimental Reciclaje magnetismo plásticos

Tutor/a principal: Ana Belén Dongil de Pedro · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: Belén Bachiller Baeza · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: Este Trabajo Fin de Máster propone estudiar la calefacción magnética como tecnología de calentamiento para la pirólisis de residuos plásticos. Esta técnica se basa en la aplicación de un campo magnético alterno que permite generar calor en materiales susceptibles de calentamiento electromagnético, por ejemplo, mediante corrientes inducidas o pérdidas magnéticas. De este modo, es posible producir calor directamente en un material receptor o elemento calefactor situado en el interior del reactor, transfiriéndolo posteriormente al plástico que se desea tratar. Esta estrategia podría ofrecer ventajas en términos de rapidez de calentamiento, control de la temperatura y aprovechamiento de la energía suministrada.El proyecto abordará los fundamentos de la calefacción magnética y su posible integración en un sistema de pirólisis, analizando las condiciones necesarias para alcanzar las temperaturas de operación requeridas para la transformación de los residuos plásticos. Se estudiará cómo influyen parámetros como , la intensidad del campo magnético o las propiedades del material calefactor.Una parte central del trabajo consistirá en realizar un balance energético del proceso. Este análisis permitirá identificar los principales requerimientos energéticos, estimar la eficiencia global del sistema y explorar oportunidades para reducir el consumo de energía.El trabajo incluirá ensayos de calentamiento, caracterización de materiales, análisis de los productos de pirólisis y comparación de distintos escenarios de operación. El objetivo será evaluar el potencial de la calefacción magnética como alternativa tecnológica para el reciclaje químico de plásticos y establecer las bases para futuras mejoras del proceso.El trabajo se desarrollará en el grupo de Química Verde y Catálisis que cuenta con amplia experiencia en la dirección de TFM, TFG y tesis doctorales. Existe la posibilidad de solicitar becas de introducción a la investigación. De nuestros TFMs han resultado premios universitarios, patentes y publicaciones científicas.
Metodología: Horario a definir según disponibilidad del estudiante
Perfil del/la estudiante: Estudiantes de ciencias químicas, ambientales, ingeniería química o afines con motivación por la investigación y las nuevas tecnologías
Palabras clave: Reciclaje magnetismo plásticos

Subir

TFM-2026-0037 Desarrollo de ciclos termo-electroquímicos isotermos con perovskitas para producir hidrógeno verde Experimental Hidrógeno energía solar electroquímica

Tutor/a principal: Alberto de la Calle Alonso · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: Los ciclos termoquímicos de división del agua en dos etapas constituyen una alternativa a la electrólisis para producir hidrógeno verde mediante el aprovechamiento directo del calor solar concentrado, con una eficiencia teórica de conversión solar a hidrógeno del 40 %. Su funcionamiento se basa en la reducción de un óxido metálico, que libera O₂ y genera vacantes de oxígeno, seguida de su reoxidación con vapor de agua, que repone el oxígeno del sólido y produce H₂. El material actúa así como un reservorio reversible de oxígeno y permite generar ambos gases en etapas separadas, a diferencia de su producción simultánea en la electrólisis convencional. Sin embargo, las demostraciones solares han alcanzado eficiencias de conversión solar a combustible del orden del 5 %, lo que evidencia las dificultades de ingeniería para materializar el potencial teórico de estos ciclos. El CeO₂ es el material de referencia por su estabilidad y reversibilidad, pero requiere temperaturas de reducción superiores a 1400 °C y una reoxidación en torno a 1000 °C. Esta diferencia obliga a calentar y enfriar el sólido en cada ciclo, por lo que la recuperación de su calor sensible resulta decisiva para mejorar la eficiencia y constituye uno de los principales retos del diseño del reactor. Para abordar estas limitaciones, el grupo ha demostrado recientemente ciclos completos con CeO₂ a temperatura constante entre 700 y 900 °C mediante asistencia eléctrica durante la reducción. La aportación eléctrica proporciona parte de la fuerza impulsora necesaria para extraer oxígeno del material y permite reducir la temperatura de operación. El funcionamiento isotermo elimina el calentamiento y enfriamiento del sólido entre etapas, mientras que la menor temperatura puede reducir las pérdidas térmicas y las exigencias sobre los materiales y componentes del reactor. Estas ventajas deben evaluarse junto con el consumo eléctrico añadido para determinar su efecto sobre el rendimiento global. Este TFM extenderá el enfoque a dispositivos basados en perovskitas y estudiará la asistencia eléctrica tanto en la reducción como en la reoxidación, buscando mejorar la cinética y la producción de hidrógeno mediante el ajuste conjunto de los materiales, la arquitectura del dispositivo y las condiciones de operación. El objetivo general es desarrollar y evaluar experimentalmente el proceso termo-electroquímico isotermo, desde la preparación de los materiales hasta el funcionamiento del dispositivo. Las perovskitas (ABO₃) ofrecen una mayor flexibilidad composicional que el CeO₂ para ajustar las propiedades termodinámicas y de transporte, lo que permite explorar materiales con mayor capacidad de intercambio reversible de oxígeno y potencial para aumentar la producción de hidrógeno. Se partirá de composiciones preseleccionadas mediante inteligencia artificial por su elevada entalpía de reducción, buscando favorecer la reoxidación con vapor. Los objetivos específicos serán evaluar su actividad y estabilidad durante el ciclado; determinar cómo influyen la porosidad, la incorporación de catalizadores y el espesor de la capa dieléctrica en el transporte de gases, la cinética y las pérdidas eléctricas; y establecer el efecto de la polarización aplicada en ambas etapas sobre la producción de H₂ y el consumo eléctrico total. El estudiante participará en la síntesis y caracterización de los materiales, la fabricación y el ensamblaje del dispositivo y la realización e interpretación de los ensayos. Se utilizará una celda ProboStat instalada en un horno vertical y conectada a un potenciostato para controlar el potencial y registrar la corriente durante la reducción y la reoxidación. La alimentación se realizará mediante gases de composición certificada, caudalímetros y un sistema de generación de vapor CEM; un espectrómetro de masas permitirá cuantificar el H₂ y el O₂ producidos. Se analizarán la productividad, las velocidades de reacción, la estabilidad durante ciclos sucesivos y el consumo eléctrico por cantidad de H₂ generado. La caracterización mediante DRX, FE-SEM, TGA y porosimetría permitirá relacionar la estructura, la morfología y el intercambio de oxígeno con el comportamiento del dispositivo, recurriendo a XPS cuando sea necesario estudiar la composición y los estados de oxidación superficiales.
Metodología: El trabajo se desarrollará en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC, situado en el campus de Cantoblanco, con horario flexible acordado con los supervisores. El estudiante contará con supervisión continuada y un plan de ensayos de laboratorio que priorizará una selección de materiales y variables ajustada al alcance del TFM (16 ECTS). Si los resultados reúnen la calidad y originalidad necesarias, participará en la preparación de un artículo para su publicación en una revista científica.
Perfil del/la estudiante: Estudiantes con interés por las tecnologías del hidrógeno y la investigación experimental. Se proporcionará formación en la preparación de materiales, las técnicas de caracterización y el manejo de la instalación.
Palabras clave: Hidrógeno energía solar electroquímica reacciones redox perovskitas.

Subir

TFM-2026-0041 Desarrollo de una Biorrefinería Organosolv Energéticamente Eficiente para la Obtención de Moléculas Plataforma Bio-Basadas a partir de la Valorización de Residuos Lignocelulósicos Experimental Biomasa biorrefineria eficiencia energética

Tutor/a principal: David Martin Alonso · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: Álvaro Tolosana · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: Se propone un Trabajo Fin de Máster orientado al desarrollo de una biorrefinería Organosolv energéticamente eficiente para la valorización de residuos lignocelulósicos reales, como restos de podas, residuos agrícolas, maderas residuales u hueso de aceituna. El trabajo se centrará en el estudio experimental de procesos de fraccionamiento capaces de separar selectivamente celulosa, hemicelulosa y lignina, facilitando su posterior conversión en moléculas plataforma renovables, como furfural y otros compuestos de interés industrial. Los productos obtenidos podrán emplearse como precursores para la fabricación de biocombustibles avanzados, plásticos de origen biológico, poliésteres, resinas y otros productos químicos renovables. Uno de los principales objetivos será integrar las distintas etapas del proceso para minimizar el consumo energético y maximizar la eficiencia global de la biorrefinería, abordando una de las principales limitaciones para la implantación industrial de estas tecnologías.El estudiante adquirirá experiencia en técnicas de fraccionamiento, caracterización de biomasa, procesos catalíticos, procesos de purificación/separación, análisis de productos, diseño de procesos, participando además en estudios preliminares de escalado y transferencia a planta piloto. El proyecto combina sostenibilidad, transición energética, economía circular e innovación en materiales renovables.
Perfil del/la estudiante: Estudiantes de ingeniería química interesados en sostenibilidad, biorrefinerias, eficiencia energética, economía circular y la valorización de residuos de biomasa
Palabras clave: Biomasa biorrefineria eficiencia energética economía circular

Subir

TFM-2026-0044 Producción integrada de BHMF a partir de fructosa mediante formación de HMF e hidrogenación catalítica Experimental Catálisis heterogénea Hidrogenación catalítica Valorización de biomasa

Tutor/a principal: Maria Jesus Soto Alvarez · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Segundo/a tutor/a: David Martin Alonso · Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Descripción: Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un proceso integrado en dos etapas para la producción de 2,5-bis(hidroximetil)furano (BHMF) a partir de fructosa. En la primera etapa, se producirá 5-hidroximetilfurfural (HMF) utilizando GVL/agua como disolvente y un catalizador ácido sólido. Posteriormente, el HMF obtenido se someterá a una hidrogenación catalítica en un segundo reactor, bajo atmósfera de hidrógeno, para producir BHMF. Se estudiará la integración de ambas etapas, así como la selección de catalizadores y las condiciones de operación adecuadas para cada reacción.
Perfil del/la estudiante: Grado en Ingeniería Química, Química, o áreas afines, con interés en la catálisis heterogénea, la valorización de biomasa y el desarrollo de procesos químicos sostenibles.
Palabras clave: Catálisis heterogénea Hidrogenación catalítica Valorización de biomasa Biocombustibles

Subir

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) 5 propuestas

TFM-2026-0003 Energía y transporte no lineal de fluidos potenciados por confinamiento en MOF Experimental Water-Nexus memristor MOF

Tutor/a principal: Javier Pérez Carvajal · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Segundo/a tutor/a: Pilar Aranda · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) — Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3 (Madrid)
Descripción: Metal-organic frameworks (MOFs) have emerged as a premier platform for pioneering nanofluidic research, offering an unprecedented crystalline architecture to control the transport of ions, molecules, and water under extreme confinement. While conventional membranes rely primarily on geometric exclusion, this Master’s thesis explores how the sub-nanometer channels of highly customizable MOFs introduce unique atomic, electronic, and dielectric wall properties that govern fluid behavior. At these molecular length scales, transport transitions into correlated, non-classical, and quantum phenomena
Metodología: Investigación transversal adaptable en función de las habilidades del estudiante, desde manejo y comunicación de instrumentación electrica a preparación y caratcerización quimica-fisica de MOF o estudio de propiedades fundamentales en dispositivos
Perfil del/la estudiante: Químico, Físico, Ingenierías
Palabras clave: Water-Nexus memristor MOF ionotronics

Subir

TFM-2026-0043 Nanoreactores magnéticos basados en hierro para la producción sostenible de hidrógeno Experimental Nanocatálisis magnética; electrólisis del agua; campos magnéticos alternos; nanopartículas magnéticas; electrocatalisis; reacción de evolución de hidrógeno; reacción de evolución de oxígeno

Tutor/a principal: Alvaro Gallo-Cordova · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Segundo/a tutor/a: María del Puerto Morales Herrero · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) — Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3 (Madrid)
Descripción: ¿Es posible mejorar la producción de hidrógeno verde utilizando nanopartículas magnéticas y campos magnéticos alternos?La producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua es una de las tecnologías clave para avanzar hacia un futuro energético más sostenible. Sin embargo, mejorar la eficiencia de este proceso y desarrollar catalizadores más económicos y eficientes sigue siendo uno de los grandes desafíos actuales.Este Trabajo Fin de Máster ofrece la oportunidad de explorar una estrategia innovadora que combina nanotecnología, magnetismo y electroquímica para investigar nuevas formas de impulsar las reacciones de producción de hidrógeno (HER) y oxígeno (OER).El estudiante participará directamente en el desarrollo de nanocatalizadores magnéticos basados en hierro, desde nanoestructuras alargadas con diferentes recubrimientos hasta nanopartículas de óxido de hierro decoradas con platino, sintetizadas mediante tecnología de microondas. Además de aprender a sintetizar y caracterizar estos materiales, investigará cómo responden durante la electrólisis del agua y, especialmente, si la aplicación de campos magnéticos alternos permite mejorar su actividad electrocatalítica.A lo largo del proyecto, el estudiante trabajará con técnicas avanzadas de caracterización de materiales y experimentación electroquímica, participando en una investigación real en la frontera entre la ciencia de materiales y las tecnologías energéticas.El objetivo final será comprender cómo podemos aprovechar las propiedades magnéticas de los nanomateriales para desarrollar nuevas estrategias de producción de hidrógeno, contribuyendo a la búsqueda de soluciones energéticas más eficientes y sostenibles.
Perfil del/la estudiante: Estudiantes con formación en Química, Ingeniería Química, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Física o disciplinas afines, con interés en las energías renovables, la producción de hidrógeno verde, la nanotecnología y la electroquímica. Se valorará la motivación por el trabajo experimental en laboratorio, la síntesis y caracterización de nanomateriales y el desarrollo de nuevas tecnologías para la conversión y almacenamiento de energía. No se requiere experiencia previa en nanopartículas magnéticas ni en técnicas electroquímicas, aunque se valorarán conocimientos básicos en estas áreas.
Palabras clave: Nanocatálisis magnética; electrólisis del agua; campos magnéticos alternos; nanopartículas magnéticas; electrocatalisis; reacción de evolución de hidrógeno; reacción de evolución de oxígeno

Subir

TFM-2026-0045 Dispositivos de recolección de energía mecánica y magnética basados en biopolímeros piezoléctricos Experimental Recolección de energía Electrónica Flexible Electrónica Sostenible

Tutor/a principal: Miguel Algueró Giménez · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) — Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3 (Madrid)
Descripción: Los materiales poliméricos ferroeléctricos son una tecnología madura, en investigación para tecnologías piezoeléctricas de recolección de energía (Energy Harversting en inglés) con aplicación en dispositivos flexibles autónomos. Estos materiales son capaces de transformar las vibraciones mecánicas ambientales en energía eléctrica para alimentar electrónica de baja potencia. Constituyen la alternativa más prometedora a las baterías en electrónica conformable (wearable electronics) y dispositivos bioimplantados. Los polímeros piezoeléctricos son también los elementos electroactivos de composites magnetoeléctricos, combinados con fases inorgánicas magnetostrictivas. Estos materiales compuestos son transductores, capaces además de transformar campos magnéticos residuales en energía eléctrica, permitiendo además la recolección simultánea de vibraciones mecánicas. Este proyecto está concebido como una introducción a las tecnologías de recuperación de energía mecánica y magnética basadas en materiales poliméricos multifuncionales, y pretende explorar el potencial de los últimos biopolímeros piezoeléctricos desarrollados en el ICMM-CSIC para microgeneradores autónomos. Contempla la fabricación de estructuras activas basadas en ácido poliláctico (PLLA) obtenido por impresión 3D, y la caracterización de sus características de potencia bajo excitación mecánica y/o magnética. Incluye también actividades de simulación con Comsol Multiphysics para apoyar la discusión de los resultados. Adicionalmente, el estudiante adquirirá capacidades en técnicas de caracterización estructural y microestructural (difracción de rayos X, microscopías electrónicas y de campo cercano), y de las propiedades físicas (eléctricas, magnéticas, piezoeléctricas y magnetoeléctricas).
Metodología: El trabajo se realizaría en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC, en el propio Campus de Excelencia UAM-CSIC. Para más información contactar con Miguel Algueró Giménez (malguero@icmm.csic.es)
Perfil del/la estudiante: Preferencia por estudiantes con el grado de física o grados de ingeniería
Palabras clave: Recolección de energía Electrónica Flexible Electrónica Sostenible

Subir

TFM-2026-0050 Fabricación y caracterización de electrodos 3D mediante Melt Electrowriting y sputtering Experimental Almacenamiento energía Impresión 3D Electrodos tridimensionales

Tutor/a principal: Raquel Sanchez Diaz · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Segundo/a tutor/a: Bernd Wicklein · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) — Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3 (Madrid)
Descripción: En una batería o un supercondensador, el electrodo decide cuánta energía puede almacenarse y a qué velocidad. Hoy casi todos son láminas planas, pero diseñar su arquitectura en 3D, fibra a fibra, abre la puerta a dispositivos más ligeros, flexibles y eficientes.En este proyecto se fabricarán estructuras tridimensionales de fibras poliméricas mediante Melt Electrowriting (MEW), una técnica de impresión 3D que utiliza un campo eléctrico para depositar polímero fundido en fibras de unos 10 µm de diámetro, con un control preciso de su disposición. Estas estructuras se recubrirán después mediante sputtering con distintos metales para convertirlas en materiales conductores. El objetivo es entender cómo influyen la geometría de la malla, la naturaleza del metal y las condiciones de recubrimiento en sus propiedades finales como electrodo, e identificar la combinación más adecuada.El trabajo es principalmente experimental. El estudiante diseñará y fabricará las estructuras programando las trayectorias de impresión en G-code y con acceso a técnicas de fabricación avanzada, las recubrirá con diferentes metales y comparará los resultados con las técnicas de caracterización más relevantes: SEM para estudiar la morfología de las fibras y la calidad del recubrimiento, DSC para evaluar el comportamiento térmico del polímero y medidas eléctricas y electroquímicas con potenciostato para determinar la conductividad y el comportamiento como electrodo de cada combinación.Por último, se realizará una prueba de concepto con la mejor combinación, integrándola en un pequeño dispositivo electroquímico de almacenamiento de energía a escala de laboratorio, como una celda de batería o un supercondensador, cuyo diseño se definirá en función de los resultados obtenidos.
Perfil del/la estudiante: Física, Química, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Química o titulaciones afines
Palabras clave: Almacenamiento energía Impresión 3D Electrodos tridimensionales Caracterización Baterías

Subir

TFM-2026-0051 Materiales 2D nanoestructurados para separación de contaminantes en agua y energía azul Experimental materiales 2D nanofluídica separación

Tutor/a principal: Pilar Aranda · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Segundo/a tutor/a: Javier Pérez Carvajal · Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) — Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3 (Madrid)
Descripción: Se plantea la preparación de materiales nanoestructurados basados en sólidos particulados de estructura 2D y su procesado como películas autosoportadas (membranas) a través de procesos de auto-ensamblado. El proyecto de fin de master propuesto pretende abordar la preparación de materiales que puedan ser aplicados en nuevas aproximación a procesos de separación eficiente como los de tipo electro-osmótico. Para ello se probarán la combinación de materiales 2D del tipo de grafeno, arcillas laminares y/o MXenes que se ensamblarán para crear nanoestructuras que permitan una separación de carga estructural. Los materiales preparados se caracterizarán mediante técnicas fisicoquímicas habituales del tipo de la difracción de Rayos X, espectroscopias (IR, RMN,…) y microscópicas (SEM, TEM) y evaluación de porosidad. Finalmente, los materiales más prometedores serán evaluados en procesos de separación de contaminantes en agua y exploración como sistema para uso en procesos conversión de energía mediante intercambio salino (energía azul).
Metodología: trabajo transversal con implicaciones en Ciencia de Materiales, Química de Estado Sólido, Físca de Fluidos y aplicaciones medioambientales
Perfil del/la estudiante: Grado en Química, Física o Ingernía
Palabras clave: materiales 2D nanofluídica separación energía azul

Subir

Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC) 2 propuestas

TFM-2026-0013 Electrodeposición de películas de seleniuro de estaño para su utilización en aplicaciones termoeléctricas Experimental termoeléctricos electrodeposición semiconductores

Tutor/a principal: Cristina Vicente Manzano · Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC)
Descripción: Este trabajo de fin de máster se basa en la fabricación de películas de seleniuro de estaño mediante técnicas de electrodeposición para la utilización de dicho material como material termoeléctrico. El efecto termoeléctrico se basa en la capacidad de un material de producir energía eléctrica mediante un gradiente de temperatura y viceversa. En un primer lugar, se encontrará la disolución adecuada para la electrodeposición de dichas películas evitando la precipitación de selenio, algo habitual en este tipo de semiconductores. Una vez obtenidas las películas se caracterizarán a nivel estructural, morfológico y composicional con el fin de relacionar dichas propiedades con las condiciones de fabricación. En un segundo lugar, las propiedades termoeléctricas de las películas, conductividad eléctrica, coeficiente Seebeck y conductividad térmica, se analizarán con el fin de obtener que condiciones de electrodeposición y por tanto propiedades de las películas permiten obtener una máxima figura de mérito termoeléctrica. El candidato en cuestión obtendrá conocimientos en cuando a crecimiento y caracterización de películas con aplicaciones termoeléctricas para la recuperación de energía.El trabajo se realizará en el Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) de Tres Cantos.
Metodología: El grupo FINDER (IMN-CSIC) se encuentra actualmente entre los grupos más destacados en cuanto a estudios en materiales termoeléctricos a nivel internacional, con gran experiencia en procesos de fabricación de nano-estructuras y pionero en su caracterización. Esto se ha reflejado en un importante número de artículos publicados en revistas especializadas con alto índice de impacto.
Perfil del/la estudiante: Graduados en física, química o ingeniería química
Palabras clave: termoeléctricos electrodeposición semiconductores

Subir

TFM-2026-0014 Desarrollo y caracterización de generadores termoeléctricos flexibles nanoestructurados para recuperación energética a partir de calor residual Experimental materiales nano-estructurados termoelectricidad dispositivos flexibles

Tutor/a principal: Olga Caballero Calero · Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC)
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Micro y Nanotecnología (CSIC)
Descripción: Los generadores termoeléctricos flexibles representan una tecnología prometedora para la recuperación de energía y la alimentación autónoma de dispositivos electrónicos de bajo consumo. Este Trabajo Fin de Máster se desarrollará en el grupo FINDER (IMN-CNM, CSIC), en Tres Cantos, y se centrará en el desarrollo de dispositivos termoeléctricos nanoestructurados fabricados mediante técnicas electroquímicas.El estudiante participará en la fabricación y caracterización eléctrica, termoeléctrica y estructural de los dispositivos, así como en el desarrollo y optimización de sistemas experimentales para la evaluación de sus prestaciones. Además, se utilizarán herramientas de simulación multifísica (COMSOL Multiphysics®) para analizar y optimizar el diseño de los dispositivos. El trabajo permitirá adquirir formación en nanotecnología, caracterización avanzada, microfabricación y desarrollo experimental en el ámbito de la conversión energética.
Perfil del/la estudiante: Formación en Ingeniería, Física, Química, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Nanociencia o titulaciones afines, con interés por la nanotecnología, los materiales funcionales y la conversión energética.
Palabras clave: materiales nano-estructurados termoelectricidad dispositivos flexibles

Subir

Instituto de Optica, CSIC y Centro de Microanálisis de Materiales, UAM 1 propuesta

TFM-2026-0046 Respuesta a la radiación de materiales para energía de fusión nuclear Experimental Energía fusión; optical materials; irradiación con iones pesados de alta energía

Tutor/a principal: José Olivares Villegas · Instituto de Optica, CSIC y Centro de Microanálisis de Materiales, UAM
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Optica, CSIC y Centro de Microanálisis de Materiales, UAM — CMAM, C/Faraday nº3 (Madrid)
Descripción: Introducción: Temas del grupo FOTION<ul><li>Micro y nano procesado singular de materiales mediante irradiación con iones pesados de alta energía y pulsos láser.</li><li>Respuesta a la radiación de materiales para energía de fusión nuclear</li></ul>Introducción generalLos iones de alta energía (hasta 50 MeV) disponibles en el CMAM (www.cmam.uam.es) permiten generar en la mayoría de los materialesdiversos patrones de procesado causados por la elevada densidad de energía depositada por los iones a lo largo de sus trazas de propagación (sintonizable entre 0,1 - 15 keV/nm, dependiendo del número atómico del ion). Esta elevada excitación puede generar desde defectos puntuales hasta amorfización selectiva. El patrón de procesado/dañado se puede “sintonizar” para producir, desde nanotrazas amorfas hasta capas homogéneamente dañadas de grosor micrométrico. Se puede también irradiar materiales en modo haz externo para explorar funcionalizaciones originales debidas al efecto del tipo de atmósfera y control continuo de energía.Se dispone en el CMAM de láseres pulsados (ns y fs) para estudiar la sinergia de procesado original combinando la irradiacón con iones y pulsos láser.Se estudian varios materiales ópticos con vistas a tres aplicaciones principales: fotónica integrada (LiNbO3, Al2O3, SiO2, etc.), ópticas para instrumentación espacial en el UV profundo (MgF2) y para elementos de diagnóstico para energía de fusión (SiO2, Al2O3). <ul><li> Respuesta a la radiación de materiales para energía de fusión nuclear</li></ul>En este proyecto, el estudiante estudiará los cambios microestructurales y de propiedades en materiales estructurales y funcionales sometidos a radiación energética intensa. Las tareas de investigación se realizarán principalmente en el Centro de Micro-Análisis de Materiales (CMAM), una instalación de aceleradores de iones con capacidad para exponer materiales a altas dosis de iones de alta energía. Dichos iones simulan el efecto de neutrones energéticos o cenizas de fusión. El estudiante podrá participar en proyectos que desarrollen técnicas in situ para caracterizar la dinámica ultrarrápida del desorden atómico en materiales ópticos utilizados en el diagnóstico de plasmas de fusión, o realizar irradiaciones de iones a alta temperatura para estudiar la respuesta a la radiación de cerámicas de ultra alta temperatura, como carburos y boruros, considerados materiales estructurales robustos para reactores de fusión. El estudiante trabajará en el laboratorio del acelerador con investigadores sénior del CSIC, ayudará a diseñar y realizar experimentos, y tendrá la oportunidad de participar en análisis, redacción de artículos y asistencia a congresos científicos. Metodologías complementarias disponibles: - Medidas de caracterización estructural del daño mediante técnicas "Ion Beam Analysis": RBS/C.- Caracterización óptica disponible: medidas ópticas de reflectancia y transmitancia óptica UV-VIS; espectroscopía Raman in-situ durante irradiación y ex-situ. Elipsometría óptica.- Caracterización de superficies irradiadas: Perfilometría y AFM.- Crecimiento de láminas delgadas para aplicaciones óptica espacial para el UV (Grupo GOLD, IO,CSIC). Directores TFM:Joseph Graham;            CMAM, UAM e Instituto de Optica, CSICAntonio Mariscal; CMAM, UAM y Dpto. Física AplicadaJosé Olivares Villegas;   CMAM, UAM e Instituto de Optica, CSIC
Metodología: El grupo de investigación FOTION en el CMAM,UAM tiene varias propuestas de trabajos relacionados. Se ofrece dar una charla general de presentación de las líneas de investigación y luego los investigadores Joseph Graham y Antonio Mariscal detallarán sus propuestas más concretas.
Perfil del/la estudiante: Físico, Ingeniero
Palabras clave: Energía fusión; optical materials; irradiación con iones pesados de alta energía

Subir

Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC 2 propuestas

TFM-2026-0023 Células solares basadas en Se para aplicaciones de fotovoltaica de interior Experimental energía solar

Tutor/a principal: Raquel Caballero Mesa · Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC
Segundo/a tutor/a: David Payno · Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC — Calle Serrano 121 (Madrid)
Descripción: El creciente interés en la fotovoltaica en interiores o indoor (IPV), ha vuelto a poner a las células de selenio, Se, en el foco de atención ya que su espectro de absorción coincide perfectamente con los espectros de emisión de las fuentes de luz de uso común en interiores en el rango de 400 a 700 nm, alcanzando una eficiencia de 20.1 % bajo iluminación interior [1].El objetivo de este trabajo es el crecimiento y caracterización de láminas delgadas de Se para utilizarla como capa absorbente de los dispositivos fotovoltaicos. Para ello el estudiante se verá implicado en el crecimiento del semiconductor mediante depósito de transporte de vapor (VTD) y su posterior cristalización. La cristalización se llevará a cabo mediante un tratamiento térmico en aire o en atmósfera inerte, así como se estudiarán posibles efectos fotoinducidos. Las láminas de Se se depositarán sobre TiO2/FTO, siendo el TiO2 la capa transportadora de electrones (ETL). Se estudiarán las propiedades ópticas, estructurales y morfológicas del calcógeno mediante medidas de transmitancia, difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM). El objetivo final de este trabajo es la fabricación de dispositivos fotovoltaicos eficientes basados en las láminas de Se con la configuración “vidrio/FTO/ETL/Se/HTL/contacto metálico”, siendo HTL la capa transportadora de huecos, evitando el uso de materiales tóxicos y escasos como el Cd y el Te, fabricando células sostenibles y estables. Se caracterizarán las células solares mediante curvas I-V en condiciones de iluminación interior y exterior (AM1.5G). [1] W. Lu et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413429.
Perfil del/la estudiante: Físico, Químico o Ingeniero de Materiales
Palabras clave: energía solar

Subir

TFM-2026-0035 Optimización de Láminas Transportadoras de Electrones y Huecos para Aplicaciones Fotovoltaicas Experimental Energía solar fotovoltaica síntesis lámina delgada

Tutor/a principal: David Payno · Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC
Segundo/a tutor/a: Raquel Caballero Mesa · Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Instituto de Óptica Daza de Valdés-CSIC — Calle Serrano 121 (Madrid)
Descripción: Las células solares basadas en selenio, Se, son una tecnología fotovoltaica de lámina delgada con gran potencial para complementar las actuales tecnologías, gracias a su ancho gap que absorbe de manera eficiente la luz visible, y la posibilidad de crear dispositivos flexibles. Sin embargo, las eficiencias de conversión de luz a electricidad alcanzadas están aún muy por debajo de las máximas teóricas, y uno de los principales problemas es la extracción de carga eficiente.En el proyecto, se prepararán dispositivos fotovoltaicos basados en selenio, estudiando y optimizando las capas transportadoras de electrones (ETL) y huecos (HTL), con el objetivo de producir dispositivos más eficientes tanto para iluminación natural como para iluminación en interiores. Para ello, se preparan láminas delgadas de múltiples materiales con potencial para mejorar las capacidades de extracción de carga y de pasivación de superficies, mediante diversas técnicas, como spin-coating, spray pyrolysis, sputtering o evaporación térmica, teniendo en cuenta factores como las propiedades eléctricas, la temperatura de síntesis y la compatibilidad entre materiales.El objetivo final es diseñar el dispositivo fotovoltaico basado en Se con las capas ETL y HTL optimizadas para maximizar la eficiencia de las células solares. Para ello, se caracterizarán los dispositivos utilizando las distintas capas ETL y HTL mediante curvas I-V en condiciones de iluminación exterior e interior.
Metodología: La mayor parte experimental se llevará a cabo en el instituto de óptica del CSIC en la calle serrano 121, cercano a Chamartín.
Perfil del/la estudiante: Interés en el trabajo experimental y uso de equipos de laboratorio.
Grado en física, química, ingeniería o similar.
Palabras clave: Energía solar fotovoltaica síntesis lámina delgada

Subir

Laboratorio Nacional de Fusion. CIEMAT 1 propuesta

TFM-2026-0011 De los datos a las ecuaciones: inteligencia artificial interpretable para estudiar plasmas de fusión Teórico Fusión nuclear; física de plasmas; inteligencia artificial interpretable; regresión simbólica; programación genética; análisis de datos experimentales; TJ-II; HIBP

Tutor/a principal: Giuseppe Rattá Gutiérrez · Laboratorio Nacional de Fusion. CIEMAT
Segundo/a tutor/a: Boudewijn van Milligen · CIEMAT
Tipo de trabajo: Teórico
Lugar de realización: Laboratorio Nacional de Fusion. CIEMAT — Av Complutense, 40 (Madrid)
Descripción: Este TFM combina inteligencia artificial y física de plasmas para abordar un reto de la investigación en fusión nuclear: obtener ecuaciones interpretables a partir de datos experimentales. El estudiante trabajará con medidas reales del stellarator TJ-II del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT para investigar cómo las condiciones del experimento se relacionan con el comportamiento del plasma. El trabajo comenzará con la automatización de códigos existentes para procesar las señales del diagnóstico mediante haz de iones pesados (HIBP), que permite estudiar el potencial eléctrico del plasma y sus fluctuaciones. A partir de estos datos, se desarrollarán modelos que relacionen las magnitudes medidas con variables como el calentamiento y la densidad del plasma. Se prestará especial atención a la regresión simbólica mediante programación genética, una técnica de inteligencia artificial que busca expresiones matemáticas directamente a partir de los datos. El objetivo será obtener modelos capaces de predecir y, al mismo tiempo, aportar relaciones que puedan interpretarse físicamente. Como posible extensión, se explorarán indicadores de las fluctuaciones asociados al estudio de la turbulencia. El proyecto se apoyará en datos y herramientas ya disponibles, con un alcance adaptado a un TFM y orientación de los tutores. Ofrece la oportunidad de participar en investigación en fusión nuclear y adquirir experiencia práctica en programación científica, análisis de señales e inteligencia artificial interpretable, con aplicaciones en numerosas áreas de la ciencia y la tecnología.
Perfil del/la estudiante: La propuesta está abierta a perfiles de física, ingeniería, informática y otras titulaciones afines, sin necesidad de experiencia previa en física de plasmas o inteligencia artificial.

Se valorarán conocimientos básicos de programación (especialmente Matlab y Python) y análisis de datos, así como la disposición para aprender estas herramientas con el apoyo de los tutores.

Se busca curiosidad científica, interés por trabajar con datos experimentales y motivación para combinar energía, física e inteligencia artificial.
Palabras clave: Fusión nuclear; física de plasmas; inteligencia artificial interpretable; regresión simbólica; programación genética; análisis de datos experimentales; TJ-II; HIBP

Subir

Universidad San Pablo CEU 2 propuestas

TFM-2026-0015 Nuevos nanomateriales de alta capacidad para baterías post-litio (Mg, Zn) Experimental Almacenamiento baterías

Tutor/a principal: Chandrasekar M Subramaniyam · Universidad San Pablo CEU
Segundo/a tutor/a: Alois KarlKuhn
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Universidad San Pablo CEU — Pl. Montepríncipe, 1D (Boadilla del Monte, Madrid)
Descripción: Objective:The project is emphasised on the development of advanced nanomaterials to build sustainable high energy density metal-ion batteries (MIBs where M = Mg, Zn) to replace IC engines by plug-in electric vehicles to combat global warming. Vanadium oxide polymorphs will be synthesized by solvothermal method and followed by materials characterization using analytical techniques like: X-ray diffraction for crystal structure; field-emission-scanning-electron-microscopy for morphology; x ray photoelectron spectroscopy to determine valence and oxidation states of chemical species; Infrared spectroscopy for chemical bonds. Finally, these materials will be electrochemically tested against Mg, Zn metals.The project involves 3 main objectives and corresponding tasks include:OBJ-1: To synthesis V2O3 nanosheets by single pot solvothermal method under mild conditions (230 C, 24 h) using non-toxic reagents.OBJ-2: Material characterization of synthesized V2O3 nanosheets by XRD, FESEM, IR, XPS techniques.OBJ-3: Electrochemical testing of V2O3 nanosheets as negative and/or positive electrode for Mg/Zn-ion battery applications.The V2O3 nanosheets is blended with super P carbon (conducting agent) and polyvinylidene fluoride (PVDF) binder with respective wt. ratio of 7:2:1, using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent. The blended slurry is coated on stainless steel current collector and vacuum-dried at 120 °C overnight. A half-cell coin cell (CR 2032) configuration was assembled inside an argon filled glove box maintained at 0.1 ppm H2O and 0.1 ppm O2 level. The V2O3 electrode is used as a working electrode while Mg/Zn metal films as counter/reference electrodes separated by Whatsman’s glass fibre (Grade: G/F) separator impregnated/wetted by corresponding electrolytes.
Perfil del/la estudiante: Chemistry, Applied Chemistry, Chemical Engineering; Materials Science Engineering, Nanotechnology
Palabras clave: Almacenamiento baterías

Subir

TFM-2026-0025 Desarrollo de nuevas baterías de magnesio Experimental Storage batteries

Tutor/a principal: Ignacio Jose Villar García · Universidad San Pablo CEU
Segundo/a tutor/a: Flaviano García Alvarado · Universidad San Pablo CEU
Tipo de trabajo: Experimental
Lugar de realización: Universidad San Pablo CEU — Pl. Montepríncipe, 1D (Boadilla del Monte, Madrid)
Descripción: El proyecto de TFM estará enfocado en el desarrollo de nuevas baterías recargables de magnesio para un almacenamiento electroquímico más efectivo y sostenible. Se basará en la optimización del funcionamiento de nuevos electrodos basados en óxidos laminares de vanadio, con alta capacidad para almacenar iones de magnesio, mediante la formulación de nuevos electrolitos basados en líquidos iónicos, haciendo uso de su capacidad de estabilizar compuestos de magnesio que permiten la intercalación reversible de iones en los electrodos. Además, poseen una alta estabilidad térmica y electroquímica que hace que las baterías resultantes sean mucho más seguras, evitando que ardan o exploten si entran en contacto con el aire.La investigación conllevará la caracterización de electrodos y electrolitos y la preparación de baterías para evaluar su funcionamiento conjunto. Todas estas actividades se realizarán dentro del Grupo de Química del Estado Sólido y los Materiales en la Universidad CEU San Pablo (https://www.uspceu.com/investigacion/grupos-investigacion/id/esymat), con más de 25 años de experiencia en el desarrollo de nuevos materiales y su aplicación como electrodos en baterías de litio y post-litio. Además, cabe la posibilidad de realizar una de las técnicas de caracterización (XRD, XAS o FTIR) en el acelerador de partículas de Barcelona, ALBA, el cuál el grupo visita asiduamente.
Perfil del/la estudiante: Química, ingeniería química, materiales, física.
Palabras clave: Storage batteries

Subir

Volver a TFM