2019-20
Propuesta de TFM Nº 1
Tutor/es: Elisabetta Carella (elisabetta.carella@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Ensayos de corrosión en materiales para Fusión
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Uno de los mayores problemas con los que se encuentran aquellos conceptos que manejan metales líquidos como breeder es la corrosión producida por reacción directa entre la mezcla eutéctica Li-Pb y la superficie del acero que la soporta. La corrosión provoca efectos muy negativos en los aceros de baja activación, entre los que cabe destacar la disolución preferencial de algunos elementos aleantes, la recesión superficial de la zona de agotamiento, la infiltración del metal líquido y la formación de fases intermetálicas en superficie. A nivel macroscópico estos efectos se traducen en la degradación de las propiedades mecánicas por acumulación de daños en la superficie dañada. Los procesos comentados pueden inducir el anclaje de las dislocaciones y modificar parámetros como la velocidad de deformación, la fluencia o la fatiga de forma notoria. Los ensayos estáticos se realizarán en un reactor incluido en un horno que alcanza temperaturas hasta 550ºC. El principal objetivo es resolver aspectos básicos sobre la corrosión, como es el efecto de la química del metal líquido en la corrosión. Para ello se trabajará con composiciones de Pb-Li fundido tanto eutécticas como hipo e hiper eutécticas, y se prestará especial atención al exceso de litio. Tras los ensayos se llevará a cabo una caracterización exhaustiva del material corroído.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 2
Tutor/es: Consuelo Alvarez Galván (c.alvarez@icp.csic.es) y José Antonio Alonso Alonso (ja.alonso@icmm.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Química o Ingeniería Química
Título: Desarrollo de catalizadores basados en níquel y óxidos reducibles para la reducción catalítica de CO2 a CO
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El CO2 es una de las fuentes principales de efecto invernadero. La reacción inversa de desplazamiento de gas de agua (CO2 + H2 <-> CO + H2O, RWGS, Reverse Water-Gas Shift) es uno de los procesos más prometedores para la valorización de CO2 ya que produce CO, que constituye una materia prima fundamental para la síntesis de productos químicos y combustibles. Este trabajo propone el desarrollo y optimización de catalizadores para RWGS, basados en níquel y óxidos reducibles, estableciendo relaciones estructura-actividad.
A través del establecimiento de correlaciones estructura-actividad se analizará qué parámetros influyen en la reactividad del catalizador, tales como tamaño de partícula, estado químico, vacantes de oxígeno del soporte; prestando especial atención al efecto del grado de interacción metal-soporte y a la participación del oxígeno de red en la reacción. Las actividades estarán centradas en la preparación de los catalizadores por sol-gel, caracterización estructural por difracción de rayos X, determinación de propiedades redox (por desorción de O2 a temperatura programada y reducción a temperatura programada) y tests de actividad catalítica, analizando los productos de reacción por Cromatografía de Gases.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 3
Tutor/es: Andrés Castellanos Gómez (andres.castellanos@csic.es) y Riccardo Frisenda (riccardo.frisenda@csic.es)
Centro: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM, CSIC)
Dirección: C/ Sor Juana Inés de la Cruz 3, Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física, Química o en Ingeniería de Materiales o Electrónica
Título: Ingeniería de deformación en celdas solares ultradelgadas
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En los últimos años los materiales semiconductores bidimensionales han ido cobrando cada vez mayor importancia. Esto se debe a que son materiales extremadamente finos (átomos de espesor), transparentes, flexibles y no presentan 'dangling bonds' en su superficie.
El objetivo principal de este TFM será ver cómo, al aplicar fuerzas o deformaciones en materiales 2D, las características electrónicas de estos materiales pueden ajustarse a voluntad. En particular, estudiaremos el efecto de las deformaciones mecánicas en el rendimiento de celdas solares fabricadas con materiales 2D.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 4
Tutor/es: Consuelo Alvarez Galván (c.alvarez@icp.csic.es) y María Victoria Martínez Huerta (mmartinez@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Química o Ingeniería Química
Título: NUEVOS MATERIALES SEMICONDUCTORES COMO ABSORBEDORES DE LUZ SOLAR PARA APLICACIONES FOTOVOLTAICAS Y OPTOELECTRÓNICAS
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Ciertos materiales semiconductores con estructura de perovskita (ABX3) son muy prometedores para ser utilizados como absorbedores de luz en celdas solares, planteándose como una alternativa más económica que los dispositivos actuales basados en silicio y, además, por medio de un método de preparación más simple. En los últimos años, las perovskitas híbridas (basadas en haluros con catión orgánico e inorgánico) han experimentado un notable desarrollo, alcanzando eficiencias próximas a las de las celdas convencionales. También podrían utilizarse en otros sistemas optoelectrónicos tales como diodos de emisión de luz (LEDs), tecnología que se podría aplicar en la transmisión de datos para la comunicación inalámbrica. En comparación con estos materiales híbridos (orgánico-inorgánico), algunas perovskitas totalmente inorgánicas presentan una mayor capacidad para modular su composición, menor sensibilidad al oxígeno y a la humedad ambiental, a la temperatura y, además, poseen un elevado rendimiento cuántico de fluorescencia.
En este trabajo se desarrollarán distintas perovskitas inorgánicas, con el fin de estudiar cómo influye su composición sobre sus propiedades optoelectrónicas. La composición se cambiará incorporando diversos pares de lantánidos como dopantes, y la preparación se llevará a cabo por mecanosíntesis. Los materiales obtenidos se caracterizarán estructuralmente por difracción de rayos X, morfológicamente por microscopía electrónica de barrido y por microscopía de fuerza atómica, se determinará su band gap (o banda prohibida) por espectroscopía de UV-visible y su espectro de absorción y fotoluminiscencia por medio de un fluorímetro. Por otro lado, se pondrá a punto una celda para determinar la fotocorriente. La correlación de las propiedades anteriores, permitirá optimizar su composición y condiciones utilizadas durante su preparación. En la actualidad, la investigación en este campo está en pleno desarrollo y cualquier aportación podría ser interesante para conseguir materiales eficientes dentro de esta nueva generación de dispositivos optoelectrónicos.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 5
Tutor/es: Manuel López Granados (mlgranados@icp.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Químico o Ingeniero químico
Título: Nuvos catalizadores para la obtención de monómeros renovables: ciclopentanona oxima
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo general de la investigación es desarrollar tecnologías catalíticas, viables económica y medioambientalmente, capaces de transformar los agro-residuos lignocelulósicos en monómeros renovables y así obtener plásticos más renovables y sostenibles.
Más concretamente la investigación se centrará en la producción de ciclopentanona oxima a partir de ciclopentanona (CPONA) mediante una reacción de amoximación. La CPONA es un compuesto oxigenado que se puede obtener de residuos agrícolas lignocelulósicos. La ciclopentanona oxima (CPOXIMA) es el intermedio en la síntesis de valerolactama, el precursor del Nylon 5. Por lo tanto, esta manera de obtener CPOXIMA convertiría al Nylon-5 en un polímero renovable.
El trabajo a desarrollar consistirá en las medidas de actividad catalítica de los catalizadores y en el estudio de la estabilidad catalítica. Se optimizarán las variables de operación para obtener los mayores rendimientos a la CPOXIMA. Además, se caracterizarán los catalizadores frescos y usados para evaluar los cambios experimentados por los catalizadores en el medio de reacción, información valiosa para identificar los centros activos y las posibles causas de desactivación (si la hubiera)
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 6
Tutor/es: Francisco Feria Márquez (francisco.feria@ciemat.es) y luis Herranz (luisen.herranz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: MADRID
Perfil del estudiante: Ingeniero/Físico
Título: Validación de modelo de liberación de gases de fisión del combustible nuclear
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El empleo de la energía nuclear de fisión para generar electricidad mediante los reactores nucleares, conlleva estudios de seguridad que requieren de herramientas predictivas fiables que permitan caracterizar el estado del combustible nuclear, tanto durante su irradiación en la central nuclear como durante su almacenamiento posterior. En este sentido, un fenómeno de gran interés es la liberación de los gases de fisión (LGF) producidos durante la vida útil del combustible.
El objetivo de este proyecto es validar un modelo de LGF empleado en un código de comportamiento termo-mecánico de combustible utilizado en la actualidad para licenciamiento (i.e., código FRAPCON-4). Para ello, previamente se requerirá recopilar una base de datos representativa que permita llevar a cabo dicha validación.
Observaciones: Cualquier aclaración contactar con Francisco Feria2019-20
Propuesta de TFM Nº 7
Tutor/es: María Esther Rincón Rincón (esther.rincon@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Ingeniero Mecánico
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto formativo propuesto consiste en el diseño mecánico de un componente para un dispositivo de fusión. Las actividades a desarrollar pueden incluir desde el diseño mecánico del componente en un sistema de CAD, hasta el análisis de las tensiones y deformaciones del componente aplicando elementos finitos, pasando por el estudio del proceso de fabricación y montaje, o el análisis de los requisitos de seguridad. Dentro de estas actividades propuestas, el trabajo puede centrarse en aquellas que encajen mejor en el perfil y preferencias del estudiante. La realización de este trabajo permitirá al alumno participar en un proyecto internacional y multidisciplinar de gran complejidad como es ITER, cuyo objetivo es demostrar la factibilidad científica y tecnológica de la fusión nuclear. Asimismo el alumno desarrollará competencias en la metodología y en el uso de las herramientas utilizadas en Ingeniería (CATIA, ANSYS, etc.).
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 8
Tutor/es: Ulises Losada Rodriguez (ulises.losada@ciemat.es) y Ulises Hidalgo Vera (carlos.hidalgo@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Física experimental y analisis de datos, interes en la fusión nuclear
Título: Control de turbulencia en plasmas de fusión nuclear
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Ulises Losada, Boudewijn van Milligen y Carlos Hidalgo
El problema básico por resolver en la física de plasmas de fusión confinados magnéticamente es comprender los mecanismos físicos que controlan el transporte de partículas y energía. Comprender y sobre todo controlar la física del transporte en plasmas de fusión es esencial para el desarrollo de un futuro reactor de fusión dado que el nivel de transporte determina las dimensiones del reactor.
Desde una perspectiva de física básica, el problema del transporte en plasmas de fusión refleja las propiedades de sistemas muy alejados del equilibrio termodinámico con fuentes de energía libre asociadas a gradientes de densidad, temperatura y presión que dan lugar a una gran variedad de inestabilidades que generan un estado turbulento en el plasma. Esta problemática, de marcado carácter multidisciplinario, posiciona a los estudios de confinamiento en plasmas de fusión nuclear como un punto de encuentro de distintas disciplinas científicas que van desde estudios de magneto-hidrodinámica hasta dinámica de sistemas complejos.
El trabajo propuesto pretende explorar técnicas de control de la turbulencia, utilizando calentamiento resonante a la frecuencia ciclotrónica de los electrones y campos eléctricos, en dispositivos de fusión nuclear (stellarator TJ-II en operación en el Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT).
El trabajo incluirá aspectos experimentales [utilizando diagnósticos de plasmas basados en sondas electrostáticas] y la aplicación de técnicas avanzadas de análisis de datos.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 9
Tutor/es: María Victoria Martínez Huerta (mmartinez@icp.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico
Título: Valorización de residuos agroindustriales para la obtención de electrocatalizadore
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los residuos son uno de los impactos ambientales más preocupantes dentro de las distintas actividades económicas agroindustriales. En este sentido cabe mencionar que las políticas de la UE en materia de residuos establecen que la prioridad de gestión de los residuos biodegradables debe ser su reutilización y reciclado con preferencia a su valorización energética, su depósito en vertedero o su incineración, opciones de gestión que aún son muy utilizadas en nuestro país. El principal objetivo de este proyecto es el estudio de aquellos residuos biodegradables del procesado del vino sobre los que se puede generar nuevos productos con mayor valor añadido. Se investigarán aquellos tratamientos físicos y/o químicos que permitan obtener una gran variedad de materiales carbonosos. Se pretende evaluar y comprender los fundamentos y mecanismos de los tratamientos utilizados mediante el uso de distintas condiciones de reacción de forma que puedan ser utilizados como electrocatalizadores en dispositivos de conversión y almacenamiento de energía, como son los electrolizadores y las pilas de combustible.
Se utilizarán diferentes técnicas de caracterización que permitan evaluar las propiedades físicoquímicas de los catalizadores, como pueden ser la difracción de rayos X (XRD), la microscopía electrónica de barrido (SEM) y transmisión (TEM), la espectroscopia Raman y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). La caracterización electroquímica se llevará a cabo utilizando una celda de tres electrodos con un electrodo rotatorio de disco-anillo para el estudio, principalmente, de las reacciones de reducción de oxígeno (ORR) y evolución de oxígeno (OER).
Observaciones: Preferentemente segundo trimestre 2019-20
Propuesta de TFM Nº 10
Tutor/es: Hector Cano (hector.cano@geoter.es) y ()
Centro: GEOTHERMAL ENERGY S.L
Dirección: C/ Lanzarote 13 1ºA
Localidad: San Sebastian de los Reyes
Perfil del estudiante:
Título: Proyecto de conectividad y diseño de un sistema novedoso de district heating&cooling mediante energía renovables
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo de este proyecto es la realización de un proyecto real que permita estudiar las diferentes posibilidades de conectividad e interrelación entre posibles fuentes de generación térmica para el diseño de un district heating&cooling así como su control digital y remoto para gestionar y monitorizar los consumos de generación térmica, con especial atención a la producción con energías renovables, en especial la geotermia y todos aquellos elementos que permitan una instalación autónoma y autosostenible.
Objetivo “Sistema district heating&cooling”: Desarrollo de un proyecto real sobre la base de edificios conectados en calefacción y refrigeración distrito autosostenibles energéticamente en cuanto a producción energética. Combinación de diferentes elementos de producción térmica.
Estudio de las posibilidad de interrelación entre los diferente elementos de producción y los consumidores que conforman los edificios y que pueden ser controlados de forma autónoma.
Modelado de producción energética y su distribución a los edificios.
Sistema de control: Integración del control integral de la producción energética y la gestión de su consumo en el edificio.
Sistemas de gestión remota de los elementos de la instalación para intervención sobre parámetros de funcionamiento, accionamiento remoto de consumidores, conocimiento de estado de instalación y actuación en caso de averías.
Control de la evolución de los rendimientos y consumos de los distintos sistemas productores para el análisis a lo largo de su vida útil.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 11
Tutor/es: Elias Garcia (elias.garcia@gienergygroup.com) y ()
Centro: GEOTHERMAL ENERGY S.L
Dirección: C/ Lanzarote 13 1ºA
Localidad: San Sebastian de los Reyes
Perfil del estudiante:
Título: Proyecto integración de enrgía renovables en sistemas industriales o agrónomos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo de este proyecto es la realización de un proyecto real que permita estudiar las diferentes posibilidades de interacción de energías renovables entre posibles fuentes de generación térmica así como su control digital y remoto para gestionar y monitorizar los consumos de generación térmica, con especial atención a las instalaciones de climatización mediante energías renovables, en especial la geotermia y todos aquellos elementos que permitan una instalación autónoma y autosostenible.
Objetivo “Sala técnica del futuro”: Desarrollo de un proyecto real sobre la base de una vivienda autosostenible energéticamente en cuanto a producción energética. Combinación de diferentes elementos de producción térmica y eléctrica.
Estudio de las posibilidad de interrelación entre los diferente elementos de producción y los consumidores que conforman instalaciones industrailes o agrónomas y que pueden ser controlados de forma autónoma.
Análisis de demandas y cargas. Dimensionamiento y planteamiento de sistema de generación energético.
Sistema de control
Sistemas de gestión remota de los elementos de la instalación para intervención sobre parámetros de funcionamiento, accionamiento remoto de consumidores, conocimiento de estado de instalación y actuación en caso de averías.
Control de la evolución de los rendimientos y consumos de los distintos sistemas productores para el análisis a lo largo de su vida útil.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 12
Tutor/es: Carlos Hidalgo Vera (carlos.hidalgo@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Control de turbulencia en plasmas de fusión nuclear
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El problema básico por resolver en la física de plasmas de fusión confinados magnéticamente es comprender los mecanismos físicos que controlan el transporte de partículas y energía. Comprender y sobre todo controlar la física del transporte en plasmas de fusión es esencial para el desarrollo de un futuro reactor de fusión dado que el nivel de transporte determina las dimensiones del reactor.
Desde una perspectiva de física básica, el problema del transporte en plasmas de fusión refleja las propiedades de sistemas muy alejados del equilibrio termodinámico con fuentes de energía libre asociadas a gradientes de densidad, temperatura y presión que dan lugar a una gran variedad de inestabilidades que generan un estado turbulento en el plasma. Esta problemática, de marcado carácter multidisciplinario, posiciona a los estudios de confinamiento en plasmas de fusión nuclear como un punto de encuentro de distintas disciplinas científicas que van desde estudios de magneto-hidrodinámica hasta dinámica de sistemas complejos.
El trabajo propuesto pretende explorar técnicas de control de la turbulencia, utilizando calentamiento resonante a la frecuencia ciclotrónica de los electrones y campos eléctricos, en dispositivos de fusión nuclear (stellarator TJ-II en operación en el Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT).
El trabajo incluirá aspectos experimentales [utilizando diagnósticos de plasmas basados en sondas electrostáticas] y la aplicación de técnicas avanzadas de análisis de datos.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 13
Tutor/es: Raquel Caballero Mesa (raquel.caballero@uam.es) y ()
Centro: UAM
Dirección: C/Francisco Tomás y Valiente, 7
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en Física
Título: Efecto del Na sobre células solares de kesterita de ancho gap
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las células solares de lámina delgada basadas en la kesterita, Cu2Zn(Sn,Ge)(S,Se)4 , surgieron como alternativa a las basadas en la calcopirita, Cu(In,Ga)Se2 . La kesterita presenta la ventaja de estar constituida por elementos abundantes en la corteza terrestre y de baja toxicidad. Este semiconductor es una opción de bajo coste atractiva debido a su Eg variable, desde 1 eV a 2.25 eV aproximadamente jugando con su composición Se/S y Sn/Ge. Por otro lado, se ha observado el efecto beneficioso de elementos alcalinos en las células solares basadas en kesterita y calcopirita, utilizando diferentes estrategias para ello.
El trabajo consiste en el crecimiento y caracterización de láminas delgadas de Cu2ZnGe(S,Se)4 (CZGSSe) para utilizarlo como absorbente de células solares de ancho gap. Éstas podrían utilizarse como célula superior de un dispositivo tándem o para fabricar dispositivos semitransparentes, aumentando el rango de aplicaciones. Las láminas delgadas de CZGSSe se depositarán sobre dos tipos de sustratos, Mo/vidrio y óxido conductores transparentes (OCT). El estudiante se verá implicado en el proceso de crecimiento de la kesterita en dos etapas: co-evaporación de Cu2ZnGeSe4 seguido de un tratamiento térmico en presencia de S. Con el objetivo de estudiar el efecto del Na sobre las láminas de kesterita y los dispositivos fotovoltaicos finales, una capa delgada de NaF se evaporará justo después del proceso de co-evaporación. Se estudiará la influencia del Na sobre las propiedades composicionales, estructurales, morfológicas y ópticas del absorbente y electrónicas del dispositivo fotovoltaico final.
Tiempo estimado: 250 horas.
Observaciones: Tiempo estimado: 250 horas.2019-20
Propuesta de TFM Nº 14
Tutor/es: Roman Nevshupa (r.nevshupa@csic.es) y ()
Centro: Instituto de Ciencias de la Construcción "Eduardo Torroja"
Dirección: C/Serrano Galvache 4
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: ingeniero de materiales o químico
Título: Evaluación del potencial de vía triboquímica en obtención de hidrogeno en sistemas EDAB-líquido iónico
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los sistemas EDAB (Ethylen diamine diborane) - líquido iónico (IL) son utilizados en células de combustible de hidrógeno. EDAB es el componente que almacena hidrógeno, mientras que IL es un disolvente que facilita deshidruración a temperatura entre 95 y 115 ºC. Los estudios previos han demostrado que aplicación de energía mecánica a los hidruros es muy eficaz para promover la deshidruración a temperatura ambiente. En los proyectos propuestos se propone llevar a cabo un estudio pionero de aplicación de método mecanoquímico o triboquímico a los sitemas EDAB-IL para evaluar su capacidad en iniciar la deshidruración a temperatura ambiente. Será necesario llevar a cabo estudio experimental de varias familias de IL utilizando un sistema especifico de estudios de emisiones de gases en ultra alto vacío bajo estimulación mecánica. Además se llevará a cabo la acaracterización de materiales antes y después del ensayo utilizando las técnicas de análisis de superficie (Raman, FTIR, SEM, etc.) y análisis químico (NMR, cromatografía), etc.
El trabajo experimental requiere una dedicación de aproximadamente 1-2 jornadas completas a la semana (partidas entre varios días) durante mínimo 3 meses.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 15
Tutor/es: Miguel Algueró Giménez (malguero@icmm.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM, CSIC)
Dirección: C/ Sor Juana Inés de la Cruz 3, Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: El proyecto es adecuado tanto para químicos, como para físicos o ingenieros, pudiendo orientarse de acuerdo con la formación e intereses del estudiante
Título: Materiales multiferroicos para dispositivos magnetoeléctricos de recuperación de energía y alimentación remota
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los materiales cerámicos multiferroicos son una tecnología emergente, que debe facilitar un abanico de nuevos dispositivos de transducción magnetoeléctrica, tales como detectores de campo magnético, o componentes sintonizables para microondas. Entre las aplicaciones, y en el campo de la energía, destacan las tecnologías de recuperación (o recolección, del inglés energy harversting). Estos materiales son capaces de transformar los campos magnéticos residuales en energía eléctrica, y se han propuesto, por ejemplo, como alternativa a las baterías en redes de detectores desplegadas a lo largo de líneas de alta tensión.
Los materiales magnetoeléctricos son también la base de dispositivos de alimentación remota por campos magnéticos para uso en dispositivos electrónicos implantados en el cuerpo humano. Estos dispositivos se alimentan actualmente con baterías que requieren operaciones quirúrgicas para su reemplazo. Este problema limita la expansión de la tecnología, clave en la implementación de nuevos conceptos como las redes de sensores para diagnóstico precoz o seguimiento de enfermedades.
Este proyecto está concebido como una iniciación a la investigación en electrocerámicas, y en concreto en multiferroicos magnetoeléctricos, e introducción a las tecnologías de recuperación de energía. Contempla el desarrollo de un nuevo material multiferroico bajo diseño, incluyendo su síntesis en polvo por métodos mecanoquímicos, su procesado cerámico por sinterización asistida por presión y corriente eléctrica, así como su caracterización estructural y microestructural por técnicas de difracción y microscopía electrónica, y de sus propiedades orientada a su aplicación en recuperación de energía magnética y alimentación remota de dispositivos, o como material fotovoltaico.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 16
Tutor/es: Rafael Mariscal López (r.mariscal@icp.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en Qímica o Ingenieria Quimica
Título: Catalizadores sólidos activos en la producción de biocombustibles: Caracterización de la acidez superficial mediante espectroscopia infrarroja
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto trata del estudio de catalizadores sólidos activos, selectivos y estables para la transformación de ácido levulínico (producto derivado de los azúcares contenidos en la biomasa) en esteres de ácido valérico (biocombustibles). El trabajo experimental se centrará en el estudio del comportamiento catalítico de los diferentes catalizadores sólidos, aunque también se realizará la preparación y caracterización de los mismos.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 17
Tutor/es: Rufino Manuel Navarro Yerga (r.navarro@icp.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Desarrollo de catalizadores para la síntesis de un combustible sintético (dimetíleter) alternativo al diesel
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La producción directa de dimetiléter (DME) a partir de gas de síntesis renovable es un área de indudable interés científico e impacto tecnológico. En este escenario el principal objetivo del TFM será la preparación y caracterización de catalizadores avanzados para la síntesis en una etapa de DME a partir de gas de síntesis renovable. El TFM explorará el estudio de estrategias de preparación de catalizadores híbridos que promueven la conversión del gas de síntesis en DME en un solo paso. El TFM permitirá adquirir una sólida formación en el ámbito de la catálisis heterogénea y específicamente serán objetivos concretos del TFM lograr adquirir: (1) conocimientos básicos en preparación, caracterización y medida de actividad de catalizadores, (2) capacidad para plantear y diseñar experimentos y, (3) capacidad para el tratamiento y análisis de datos experimentales
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 18
Tutor/es: Jose Maria Sanchez Hervas (josemaria.sanchez@ciemat.es) y Jose Maria Ortiz Gonzalez (isabel.ortiz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico, Ingeniero Industrial, Grado en CC Químicas, Grado en CC Ambientales
Título: Estudio de pirolisis de residuos para su transformación en materias primas secundarias en el marco de la economía circular y la simbiosis industrial
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:PROYECTO FORMATIVO
El objetivo del Programa RETOPROSOST2CM “PRODUCCIÓN SOSTENIBLE Y SIMBIOSIS INDUSTRIAL EN LA COMUNIDAD DE MADRID” es promover la producción sostenible mediante la simbiosis industrial, transformando desechos industriales en productos de valor.
Específicamente CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) se centra en la gestión y tratamiento de residuos sólidos generados por empresas asociadas al programa. Para ello se está investigando la viabilidad de la pirólisis de dichos residuos y analizando el potencial de los productos generados para otras aplicaciones, es decir su transformación en materias primas secundarias.
El estudiante se integrará en el equipo de trabajo del proyecto.
ACTIVIDADES
1.- Estudio y análisis de bibliografía sobre pirolisis de bagazo de cerveza, RSU y residuos de producción de snacks como fuente de materias primas secundarias (MPS).
2.- Colaboración en la caracterización físico-química y termogravimétrica de residuos para las aplicaciones anteriores. Análisis de los resultados.
3.- Colaboración en estudios experimentales de pirólisis a escala de laboratorio. Planificación de experimentos, análisis y discusión de resultados
4.- Documento TFM con las tareas realizadas y los principales resultados obtenidos
COMPETENCIAS A ADQUIRIR:
- Formación y experiencia práctica en el ámbito de la Ingeniería Química y Procesos Sostenibles
- Formación en valorización termoquímica y pirolisis.
- Introducción a la investigación en el campo de la energía, la simbiosis industrial y la economía circular
DEDICACIÓN ESTIMADA: 3-4 MESES (A REALIZAR ENTRE FEBRERO Y JUNIO 2020)
Observaciones: Las actividades del estudiante se desarrollarán en el domicilio de la entidad colaboradora, sito en Av. Complutense, 40 - 28040 Madrid, desarrollándose de lunes a viernes en horario de 9 a 14 horas. Puntualmente el horario será de 9 a 17 horas cuando el experimento en marcha lo requiera.2019-20
Propuesta de TFM Nº 19
Tutor/es: Jose Maria Sanchez Hervas (josemaria.sanchez@ciemat.es) y Marta Maroño Buján (marta.marono@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico, Ingeniero Industrial, Grado en CC Químicas, Grado en CC Ambientales
Título: Eliminación de tiofeno, benzotiofeno y dibenzotiofeno de gases de gasificación para su integración en la producción de combustibles renovables
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:PROYECTO FORMATIVO
Determinadas aplicaciones avanzadas del gas de gasificación como la producción de gas natural sintético y de biocarburantes exigen una limpieza exhaustiva del gas para evitar la desactivación de los catalizadores empleados. En particular, para las especies de azufre es necesaria su eliminación hasta niveles inferiores a 1 ppmv.
La Unidad de Valorización Termoquímica Sostenible de CIEMAT está investigando en tecnologías para su eliminación en el proyecto ECOSGAS “Eliminación de Compuestos Orgánicos de azufre de gases de gasificación mediante adsorción reactiva”.
El estudiante se integrará en el equipo de trabajo del proyecto.
ACTIVIDADES
1.- Familiarización con la instalación experimental a utilizar: Estación experimental de laboratorio para estudios de actividad de catalizadores y adsorbentes.
2.- Estudios de desulfuración a escala de laboratorio: Colaboración en la realización de ensayos de eliminación de compuestos orgánicos de azufre, estudiando la influencia de los principales parámetros de operación y determinando las condiciones óptimas de operación.
3.- Análisis de resultados: Tratamiento y procesado de los datos obtenidos.
4.- Documento TFM con las tareas realizadas, discusión de resultados obtenidos y conclusiones
COMPETENCIAS A ADQUIRIR
Formación práctica y experiencia en el ámbito de la Ingeniería Química y las Energías Renovables
Formación específica en tecnologías avanzadas de depuración de gases de gasificación para producción de biocombustibles.
Iniación a la investigación aplicada
DURACIÓN ESTIMADA: 3-4 meses (A REALIZAR ENTRE FEBRERO Y JUNIO 2020)
Observaciones: Las actividades del estudiante se desarrollarán en el domicilio de la entidad colaboradora, sito en Av. Complutense, 40 - 28040 Madrid, desarrollándose de lunes a viernes en horario de 9 a 14 horas. Puntualmente el horario será de 9 a 17 horas cuando el experimento en marcha lo requiera.2019-20
Propuesta de TFM Nº 20
Tutor/es: Raquel Portela Rodríguez (raquel.portela@csic.es) y Miguel Ángel Bañares González (miguel.banares@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Interés en investigación orientada a la industria realizando trabajo de laboratorio tanto de síntesis como analítico
Título: Influencia del conformado de catalizadores basados en MnOx y Na2WO4 en el acoplamiento oxidativo del metano
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El aumento de las reservas de gas natural en el mundo exige el desarrollo de tecnologías que optimicen su uso en la actual cadena de producción y distribución energética. La reacción de acoplamiento oxidativo de metano (OCM) pretende la transformación del metano en hidrocarburos C2+ para obtener combustible; hasta ahora el Mn-Na2WO4/SiO2 es el catalizador más prometedor. El trabajo de investigación ofertado pretende mejorar el rendimiento y solucionar problemas industriales de este proceso debidos a limitaciones difusionales y térmicas proponiendo una nueva formulación de catalizador conformado. Se diseñarán diferentes macro estructuras monolíticas cerámicas que serán aplicadas como soportes de las fases MnOx y Na2WO4 usadas en OCM, a fin de conseguir el aprovechamiento eficiente del metano a través de su conversión directa en productos de valor agregado.
Por tanto, el presente proyecto abordará la síntesis, caracterización y evaluación catalítica de estos materiales mediante técnicas de determinación de propiedades químicas, texturales y térmicas, así como el uso simultáneo de cromatografía y espectroscopía Raman para la determinación de la actividad catalítica y su relación con la microstructura del catalizador desarrollado.
Observaciones: Inicio cuanto antes2019-20
Propuesta de TFM Nº 21
Tutor/es: Marcos Fernández García (mfg@icp.csic.es) y Anna Kubacka (ak@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Química
Título: Termofotocatálisis para producción de H2
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La termo-foto-catálisis es un interesante y novedoso campo de investigación que trata de combinar energía térmica con energía lumínica para llevar a cabo procesos químicos de interés industrial. En el caso de la producción de H2 como vector energético de futuro, además del uso de las fuentes de energía y materiales semiconductores, se utilizan agentes de sacrificio tales como bio-alcoholes como fuentes de hidrógeno. En este proyecto se va a investigar la producción de H2 mediante termo-foto-catálisis a partir de la mezcla metanol/agua utilizando TiO2 dopado (D-TiO2), y co-catalizado con Pd. Con la finalidad de evaluar el (posible) efecto sinérgico entre fuentes de energía y aumentar la producción del vector energético, se realizarán experimentos variando la temperatura de reacción y el tipo de irradiación lumínica (UV y tipo solar). Además, los materiales Pd/D-TiO2 que se sinteticen serán caracterizados mediante distintas técnicas (UV-visible, IR, Raman, XRD, BET, fotoluminiscencia, XPS) para obtener sus propiedades morfológicas, electrónicas y estructurales. Finalmente, se llevará a cabo IR in situ para conocer los mecanismos de reacción y las especies formadas durante la misma.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 22
Tutor/es: Prof Dr Dn David Martín y Marero (David.MartinyMarero@uam.es) y ()
Centro: Facultad de Ciencias
Dirección: Avenida de Francisco Tomás y Valiente
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Físicos, Químicos o Ingenieros
Título: Investigación mediante cálculos “DFT” de la influencia del hidrógeno en el tipo de conductividad del CdTe
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las propiedades de los semiconductores dependen en gran medida del tipo y concentración de las impurezas presentes. En particular, el hidrógeno juega un papel sutil, ya que se introduce en el sistema de forma no intencionada durante el crecimiento y en los procesos posteriores al mismo, produciendo cambios en las propiedades ópticas y eléctricas. Sin embargo y a diferencia de otras impurezas o dopantes, es sumamente móvil y reactivo, por lo que las técnicas disponibles para estudiar sus efectos individuales, son muy limitadas. Este proyecto de Fin de Máster pretende realizar una introducción a la dinámica del hidrógeno en el CdTe mediante la realización de cálculos basados en la Teoría del Funcional Densidad (DFT, por sus siglas en inglés) y por lo tanto accediendo a información difícilmente accesible mediante técnicas experimentales estándar.
Observaciones: Aunque no es imprescindible, conviene haber cursado con éxito la asignatura “Simulación Computacional y Automatización de Sistemas” del Máster “Energías y Combustibles para el Futuro”.2019-20
Propuesta de TFM Nº 23
Tutor/es: Isabel Jiménez Ferrer (isabel.j.ferrer@uam.es) y Fabrice Leardini (fabrice.leardini@uam.es)
Centro: Dpto. de Física de Materiales,
Dirección: Facultad de Ciencias, UAM
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Química o en Física
Título: CRECIMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE HETEROESTRUCTURAS DE ÓXIDOS/SULFUROS DE TITANIO Y SU USO PARA LA DISOCIACIÓN FOTOELECTROQUÍMICA DE AGUA
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El hidrógeno se ha propuesto desde la década de los 70 del siglo pasado como vector energético capaz de almacenar energía eléctrica de origen renovable de forma limpia y eficiente. Una posibilidad dentro es la de usar la radiación solar para disociar el agua, de modo que la energía lumínica queda almacenada en forma de energía química. Sin embargo, los fotocatalizadores que se conocen hasta el momento presentan eficiencias bajas, lo que limita la implantación de este tipo de tecnologías. En el presente Trabajo Fin de Master se propone realizar la preparación de heteroestructuras de TiO2/TiS3 para usarlas como catalizadores para la disociación fotoelectroquímica de agua. Las investigaciones previas realizadas en nuestro grupo muestran que el TiS3 es un semiconductor con propiedades adecuadas (energía de banda prohibida, conductividad eléctrica, etc.) para usarlo como fotoánodo en celdas fotoelectroquímicas. Sin embargo, este material presenta problemas de estabilidad en soluciones acuosas alcalinas. Por ello se propone crecer capas de TiO2 sobre el TiS3 para estabilizarlo y evitar la corrosión, siguiendo la idea realizada en investigaciones previas con otros semiconductores.
El trabajo fin de master consistirá en la síntesis de las heteroestructuras de TiO2/TiS3 usando distintos métodos, su caracterización morfológica y estructural (difracción de rayos X, microscopía electrónica, análisis composicional y espectroscopia Raman), sus propiedades ópticas (absorción óptica y energía de banda prohibida) y sus características como fotoelectrodos (curvas I-V y potencial de banda plana) para, por último, determinar mediante espectrometría de masas su capacidad para fotodisociar el agua en hidrógeno y oxígeno.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 24
Tutor/es: rebeca marcilla (rebeca.marcilla@imdea.org) y nagaraj patil (nagaraj.patil@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Energía
Dirección: Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3
Localidad: Mostoles
Perfil del estudiante: Chemists, chemical engineers, Students with the interest in organic synthesis would be ideal, but not mandatory.
Título: Redox polymers for energy storage
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Development of redox polymers as organic electrode materials in “beyond Li-batteries” is a big leap towards much anticipated “next-generation” safer, cheaper, and sustainable energy storage technologies. In this project, we aim to develop such batteries, targeting their electrochemical performance beyond “state-of-the-art”. The student will get opportunity to learn about polymer synthesis, their physico-chemical/electrochemical characterization, electrode preparation, device fabrication and battery testing.
The main objectives of this project are:
(1) synthesize various vinyl monomers bearing pendant redox groups (carboxylate, imide, quinone, catechol, etc.) and carry out their (controlled) radical polymerization to synthesize functional (co)polymers of different architecture (homopolymers, copolymers, nanogels and colloids).
(2) physicochemical characterization of synthesized redox-polymers
(3) Once polymers are synthesized, their basic electrochemistry will be tested in three-electrode system both in aqueous and organic medium,
(4) Redox polymers will be conformed either as positive or negative electrode materials to be tested in various types of polymer-based batteries.
Depending on student’s performance there will be a possibility to perform PhD in this topic.
For the smooth progress of the project, it is recommonded to have student with the knowledge in organic synthesis, structural elucidation through physico-chemical characterization techniques, etc. If he/she knows the basics of polymer synthesis and characterization would be ideal, but not mandatory.
Observaciones: horario de mañana o de tarde a concretar con el alumno o alumna2019-20
Propuesta de TFM Nº 25
Tutor/es: Cristina Vicente Manzano (cristina.vicente@csic.es) y Cristina Ares Fernández (joser.ares@uam.es)
Centro: Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC)
Dirección: C/ Isaac Newton 8. PTM
Localidad: tres cantos
Perfil del estudiante: Estudiante con conocimientos en ciencia de materiales, física o química
Título: Electrodeposición y caracterización termoeléctrica de películas de seleniuros
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar: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.
Este proyecto se basa en la fabricación de películas de seleniuros mediante técnicas de electrodeposición. En un primer lugar, estas 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.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 26
Tutor/es: Jadra Mosa Ruiz (jmosa@icv.csic.es) y Mario Aparicio Ambrós (maparicio@icv.csic.es)
Centro: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Dirección: Calle Kelsen 5, Campus de Cantoblanco
Localidad: MADRID
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico; Químico; Ingeniero de Materiales; Físico
Título: Nuevas membranas híbridas orgánico inorgánicas con conducción aniónica para pilas de combustible AMEFC.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las pilas de combustible de membrana de intercambio aniónico (AEMFC) presentan excelentes cinéticas de reacción y la posibilidad de evitar el uso del Pt como electrocatalizador y permite operar con alcoholes como combustibles. La membrana de intercambio aniónico debe tener suficiente estabilidad química a largo plazo en soluciones de alto pH, suficiente conductividad de grupos hidróxido (> 10 mScm-1) y propiedades mecánicas adecuadas El objetivo de la propuesta se centra en el desarrollo de membranas híbridas orgánico-inorgánico de intercambio aniónico y la evaluación de su estabilidad química. Esta innovadora temática se encuentra en estados de desarrollo bajos, cercanos a la ciencia básica pero cuanta con unos excelentes resultados de aplicación y patentabilidad. La propuesta del TFM estará enmarcada en un proyecto retos del plan nacional ALKANOMEX y la parta experimental se desarrollará principalmente en el Instituto de Cerámica y Vidrio del CSIC, pero también se realizarán tareas en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (CSIC) y en el INTA(CSIC).
Lugar de realización: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Fecha de incorporación: A elección del estudiante
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 27
Tutor/es: Jadra Aparicio Ambrós (maparicio@icv.csic.es) y Jadra Mosa Ruiz (jmosa@icv.csic.es)
Centro: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Dirección: Calle Kelsen 5, Campus de Cantoblanco
Localidad: MADRID
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico; Químico; Ingeniero de Materiales; Físico
Título: Materiales de cátodo libres de carbono para baterías recargables metal-aire
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las baterías litio-aire con electrolitos no-acuosos han sido propuestas para almacenamiento de energía eléctrica a gran escala a causa de su elevada densidad de energía teórica. Sin embargo, los electrodos de aire (cátodos) basados en carbono se descomponen a potenciales por encima de 3.5 V vs Li/Li+ en presencia de Li2O2 y sus compuestos intermedios. El objetivo principal del TFM es explorar diferentes rutas de síntesis de nuevos materiales de electrodo de cátodo basados en Mo y Fe (óxidos, carburos, nitruros y combinación de ellos) insertados en una estructura interconectada macro-mesoporosa. Este trabajo está enmarcado en un proyecto internacional Europeo-Japonés financiado por la Unión Europea y la Japan Science and Technology Agency (JST) en la convocatoria EIG-Concert en el que participan Hokkaido University, y otros centros europeos como Sakarya University (Turquía) y Université de Picardie Jules Verner (Francia).
Lugar de realización: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Fecha de incorporación: A elección del estudiante
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 28
Tutor/es: Raúl José Martín Palma (rauljose.martin@uam.es) y Raquel Díaz Palacios (raquel.diaz@uam.es)
Centro: Universidad Autónoma de Madrid
Dirección: Facultad de Ciencias
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Desarrollo de dispositivos fotovoltaicos híbridos metal/semiconductor
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Una limitación importante en las células solares de lámina delgada es la absorción ineficiente de la radiación solar, hecho particularmente relevante en el caso del silicio al tratarse de un semiconductor de gap indirecto. Una forma de aumentar la eficiencia de las células solares de película delgada pasa por mejorar la absorción de la luz mediante la utilización de nanopartículas de metales nobles, llevando a las conocidas como células solares plasmónicas que basan su funcionamiento en el aprovechamiento de la dispersión de la luz de las nanopartículas metálicas cerca de su frecuencia de resonancia de plasmón.
En el presente proyecto proponemos el diseño y la fabricación de dispositivos híbridos metal/semiconductor con el objetivo de maximizar la absorción de luz en los intervalos visible e infrarrojo cercano. Dichos dispositivos se fabricarán mediante la deposición de nanopartículas metálicas dentro de estructuras porosas de silicio creadas mediante ataque electroquímico. Se analizarán sus propiedades ópticas y eléctricas, así como la respuesta bajo iluminación. De forma adicional, se utilizarán herramientas de simulación para determinar los parámetros que caracterizan los dispositivos fotovoltaicos: voltaje de circuito abierto, corriente de cortocircuito, factor de llenado y eficiencia.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 29
Tutor/es: José Ramón Ares Fernández (joser.ares@uam.es) y Raúl José Martín Palma (rauljose.martin@uam.es)
Centro: Universidad Autónoma de Madrid
Dirección: Facultad de Ciencias
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Determinación de las propiedades termoeléctricas de estructuras porosas basadas en silicio nanoestructurado
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La peculiar estructura del silicio poroso nanoestructrado (nanoPS) confiere a este material diversas propiedades que habilitan su utilización en variadas aplicaciones que van desde la fotónica hasta la biomedicina. Esto es debido a que sus propiedades físicas son muy diferentes de las del silicio en volumen, dado que el nanoPS muestra efectos cuánticos de tamaño.
Dentro de este contexto, se propone la fabricación de láminas delgadas de silicio poroso nanoestructurado mediante técnicas electroquímicas con porosidad creciente y la determinación de sus propiedades termoeléctricas en función del tamaño y geometría de poro. En particular, se determinará el coeficiente Seebeck a RT y las propiedades eléctricas de transporte a bajas temperaturas.
De forma adicional, se crearán estructuras híbridas nanoPS/TiO2 y nanoPS/PbS mediante la infiltración química de TiO2 y PbS dentro del silicio poroso nanoestructurado. Además de estudiar su composición y morfología mediante técnicas como FTIR, XRD y SEM/EDX, se procederá a la determinación de sus propiedades termoeléctricas y a su optimización en función de los parámetros de fabricación.
El objetivo principal será, por tanto, establecer una relación entre la morfología y composición de las diversas estructuras fabricadas con sus propiedades físicas.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 30
Tutor/es: Isabel Jiménez Ferrer (isabel.j.ferrer@uam.es) y Isabel Ares Fernández (joser.ares@uam.es)
Centro: Dpto. de Física de Materiales,
Dirección: Facultad de Ciencias, UAM
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física o en Química
Título: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE SULFUROS METÁLICOS TERNARIOS (CaTiS3) PARA CONVERSION DE ENERGÍA
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En el marco energético actual impera la necesidad de sustituir fuentes de energía insostenibles por fuentes de energía renovables. La mayor fuente de energía renovable es el sol y su aprovechamiento más habitual es mediante la conversión fotovoltaica. Hoy en día los módulos fotovoltaicos comerciales están basados en Si (más del 90%). Recientemente, se han propuesto los sulfuros metálicos de estructura perosquita (ABS3, donde A = Ca, Ba… y B = Ti, Zr,…) como material alternativo debido a sus buenas propiedades optoelectrónicas. En nuestro grupo tenemos amplia experiencia en la síntesis de trisulfuros metálicos (TiS3, ZrS3, NbS3 y sus ternarios). Basándonos en nuestra experiencia, se propone al estudiante sintetizar el CaTiS3 y caracterizar sus propiedades estructurales, morfológicas, ópticas y de transporte para determinar si es adecuado como material fotovoltaico o como fotocatalizador para la disociación de agua. Se ha elegido introducir Ca en TiS3 porque es un elemento abundante y no tóxico y el compuesto ternario obtenido se presenta en un amplio rango de estructuras cristalinas con distintas energías de banda prohibida. El trabajo que realizará el alumno consistirá en:
-una breve revisión bibliográfica sobre los métodos de síntesis de estos compuestos (ABS3).
-síntesis de CaTiS3, una vez elegido el método más adecuado.
-caracterización: estructural, por difracción de Rayos X; composicional por EDX y espectroscopia Raman; morfológica por Microscopía electrónica de barrido, SEM. Se medirán sus propiedades ópticas para determinar la energía de la banda prohibida y las propiedades de transporte (resistividad eléctrica y coeficiente Seebeck).
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 31
Tutor/es: Jose Maria Sanchez Hervas (josemaria.sanchez@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería o Grado Ciencias
Título: Almacenamiento de Hidrógeno en Portadores Líquidos Orgánicos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:RESUMEN: PROYECTO FORMATIVO
La principal desventaja de las Energías Renovables masivas (eólica, solar) es su carácter discontinuo. Con objeto de aprovechar al máximo su capacidad de generación se están desarrollando tecnologías de almacenamiento, particularmente de sus excedentes. Una de ellas es mediante generación de hidrógeno y almacenamiento químico de éste.
La Unidad de Valorización Termoquímica Sostenible de CIEMAT está investigando en la potencialidad de los denominados portadores orgánicos líquidos como sistema de almacenamiento químico de hidrógeno.
ACTIVIDADES
1.- Estudio y análisis de la documentación que será proporcionada al alumno
• Almacenamiento de Hidrógeno en Portadores Líquidos Orgánicos
• Análisis comparativo del Ciclo Tolueno-Metilciclohexano frente a otros sistemas basados en portadores líquidos orgánicos
• Análisis etapa de hidrogenación de tolueno: catalizadores, reactores, variables de operación, identificación de cuellos de botella
• Análisis de la etapa de deshidrogenación de metilciclohexano: catalizadores, reactores, variables de operación, identificación de cuellos de botella
• Análisis técnico-económico sencillo
2.- Redacción de borrador de artículo científico
3.- Redacción de informe-documento TFM con las tareas realizadas, discusión de resultados obtenidos y conclusiones
COMPETENCIAS A ADQUIRIR
Formación y experiencia en el ámbito de la Ingeniería Química y las Energías Renovables
Formación específica en tecnologías avanzadas de almacenamiento de hidrógeno renovable
Iniciación a la investigación aplicada
DURACIÓN ESTIMADA: 3-4 meses (A REALIZAR ENTRE FEBRERO Y JUNIO 2020)
Observaciones: Las actividades del estudiante se desarrollarán en el domicilio de la entidad colaboradora, sito en Av. Complutense, 40 - 28040 Madrid, desarrollándose de lunes a viernes en horario de 9 a 14 horas.2019-20
Propuesta de TFM Nº 32
Tutor/es: Jesús Ricote (j.ricote@csic.es) y ()
Centro: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM, CSIC)
Dirección: C/ Sor Juana Inés de la Cruz 3, Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: físicos o ingenieros de materiales
Título: FOTOFERROELÉCTRICOS PARA APLICACIONES EN RECOLECCIÓN DE DIFERENTES FUENTES DE ENERGÍA: CARACTERIZACIÓN EN LA NANOESCALA
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Un tema de interés científico en la actualidad es el estudio de las posibilidades de los denominados fotoferroeléctricos, esto es, materiales que poseen simultáneamente propiedades ferroeléctricas y fotovoltáicas. Los ferroeléctricos tienen una polarización espontánea que hace que sean excelentes piezoeléctricos. El campo eléctrico derivado de esta polarización permanente separa los pares electrón-hueco fotogenerados de manera similar a las más tradicionales uniones p-n semiconductoras. Láminas delgadas con composiciones basadas en el BiFeO 3 son muy prometedoras para su uso en dispositivos piezoeléctricos y fotovoltáicos, pero para poder explotar su potencial necesitamos conocer bien los mecanismos que dan lugar a su comportamiento macroscópico. Para ello un análisis en la nanoescala con un microscopio de fuerzas es esencial.
El trabajo de fin de máster que se propone consiste en el análisis con un microscopio de fuerzas de las propiedades de láminas delgadas de BiFeO 3 con diferentes dopajes, elaboradas en el grupo. Tras la implementación de medidas de propiedades locales (conductividad, piezoelectricidad) con y sin iluminación en un microscopio de fuerzas, se analizarán las diferencias encontradas. El estudiante realizará un trabajo experimental, adquiriendo experiencia en el manejo de un microscopio de fuerzas, que además le servirá de introducción al análisis de las propiedades físicas de materiales en la nanoescala.
Observaciones: Tiempo estimado que necesitaría invertir el alumno: 12 semanas y 180 horas2019-20
Propuesta de TFM Nº 33
Tutor/es: José Francisco Fernández Ríos (josefrancisco.fernandez@uam.es) y ()
Centro: Facultad de Ciencias
Dirección: Avda Francisco Tomas y Valiento Nº15
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Físico, Químico o Ingeniero
Título: Compresión de H2 a muy altas presiones mediante un compresor de hidruros metálicos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El uso futuro de H2 como combustible no contaminante en muy diversas aplicaciones va a requerir métodos eficientes, seguros y limpios para su compresión. Una de las aplicaciones más importantes será el vehículo eléctrico de pila de combustible, donde la baja densidad volumétrica y gravimétrica del H2 gas va a precisar de su acumulación a alta presión, en el rango de los 800 bar. Para realizar este proceso de forma limpia, segura y eficiente se ha propuesto el uso de hidruros metálicos (MH). Estos materiales son capaces de absorber H2 a baja temperatura y baja presión y liberarlo a alta presión al aumentar su temperatura de trabajo.
En este Trabajo Fin de Master, el estudiante trabajará con un prototipo de compresor de H2 desarrollado en nuestro laboratorio basado en hidruros metálicos (HM). El compresor está formado por tres estadios, cada uno conteniendo un HM sucesivamente de mayor presión de equilibrio, con los que es posible pasar de presión atmosférica hasta 120 bar. El estudiante aprenderá el funcionamiento básico de este equipo y colaborará en el diseño y optimización de un cuarto estadio que debe pasar desde la presión actual de 120 bar hasta una presión de 750 bar.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 34
Tutor/es: Eva Maria Garcia Frutos (emgfrutos@icmm.csic.es) y ()
Centro: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM, CSIC)
Dirección: C/ Sor Juana Inés de la Cruz 3, Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Quimico,Ingeniero
Título: Preparación de semiconductores órganicos como materiales fotovoltaicos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Propuesta de Eva María García Frutos del ICMM (CSIC) para el TFM del máster "Energías y combustibles para el futuro" de la UAM para el curso 2019/20.
EMPRESA: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID (ICMM), CSIC (Campus de Cantoblanco)
TITULO: Preparación de semiconductores órganicos como materiales fotovoltaicos
RESUMEN: Uno de los principales desafíos a los que se enfrenta la sociedad actual es la búsqueda de una fuente de energía segura, sostenible y limpia que, por un lado, permita el continuo desarrollo de nuestro modelo de sociedad y que, por otro lado, sea respetuosa con el medio ambiente evitando alteraciones irreversibles del entorno natural. La fotovoltaica es considerada como aquella con el mayor potencial de desarrollo debido al carácter inagotable y gratuito de la materia prima, el sol, y el nulo impacto sobre el medio natural. El Trabajo Fin de Máster consistirá en la preparación de diferentes semiconductores orgánicos para su futura aplicación en células solares como capa activa. El plan de trabajo contiene tanto aspectos preparativos de síntesis como de caracterización físico-química de los materiales preparados. Se efectuaran estudios de sus propiedades fotofísicas (absorción y emisión), estructurales, electroquímicas , eléctricas así como estudios temogravimétricos mediante análisis térmico de la muestra. Estos estudios que se lleven a cabo servirán para la futura aplicación en células solares orgánicas de estos materiales.
CONTACTO: Eva M. García Frutos, emgfrutos@icmm.csic.es.
Observaciones: https://wp.icmm.csic.es/phbhmg/members/permanent-staff/eva-maria-garcia-frutos/2019-20
Propuesta de TFM Nº 35
Tutor/es: Patricia Horcajada Cortés (patricia.horcajada@imdea.org) y Patricia Armani (giacomo.armani@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Energía
Dirección: Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3
Localidad: Móstoles
Perfil del estudiante: Preferentemente de químico, ingeniero químico o de materiales.
Título: Desarrollo de nuevos materiales porosos para foto- o electro-catálisis
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El evidente cambio climático actual, que según el International Panel on Climate Change es consecuencia de las emisiones antrópicas de CO2, hace imprescindible encontrar fuentes y vectores energéticos alternativos. Una de las estrategias más prometedoras a largo plazo es la utilización de la radiación solar en fotocatálisis, ya sea en la reducción u oxidación de agua (para producir H2 u O2, respectivamente) como en la reducción de CO2 (fotosíntesis artificial).
Las Redes Metal-Orgánicas (MOFs) son materiales cristalinos novedosos, formados por centros metálicos y ligandos polidentados, que poseen una elevada porosidad regular y una gran versatilidad estructural y composicional. Gracias a estas propiedades, se presentan como candidatos ideales en fotocatálisis heterogénea.
El trabajo de TFM propuesto pretende desarrollar nuevos MOFs foto-catalíticamente activos con aplicación potencial en energía y medioambiente. La síntesis se realizará principalmente por el método solvotermal, utilizando la síntesis combinatoria o de alto rendimiento. Igualmente, se podrán utilizar otros métodos de síntesis como la vía de microondas o en presión ambiente. Inicialmente, se realizará una primera selección de los materiales cristalinos más prometedores utilizando la difracción de rayos X de alta eficiencia. Después, se caracterizarán de forma exhaustiva las estructuras seleccionadas mediante diversas técnicas (XRD, espectroscopía IR, Raman y UV-Vis, termogravimetría, adsorción de N2, microscopías-óptica, SEM y TEM, etc.), evaluando su estabilidad y comportamiento para aplicaciones foto- o electro-catalíticas (ej. producción de H2 / O2, reducción de CO2, baterías y pilas de combustible).
Observaciones: El tiempo invertido será a convenir con el estudiante (no más de 8 h diarias).2019-20
Propuesta de TFM Nº 36
Tutor/es: Edilberto Sánchez González (edi.sanchez@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Físico con aptitudes para programación y cálculo numérico
Título: Desarrollo de herramientas de simulación de turbulencia en plasma de fusión por confinamiento magnético.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La actividad tendrá un carácter de tipo numérico, fundamentalmente. Consistirá en la implementación, en lenguaje FORTRAN, de diversas mejoras en el código girocinético EUTERPE.
Planeamos introducir una serie de nuevas funcionalidades en este código, cuya implementación podrá acometer el estudiante de forma independiente o sucesiva, y en función de sus aptitudes y dedicación:
Continuación de una simulación larga con un número de procesadores diferente al que se usó al iniciarla.
Posibilidad de usar una coordenada radial arbitraria para la resolución de los campos en EUTERPE.
Introducir un campo eléctrico tridimensional, calculado por códigos de transporte neoclásico, como campo de equilibrio.
El estudiante se incorporará al grupo de Teoría, dentro del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT. Entre las competencias que podrá desarrollar se pueden destacar las siguientes. Se familiarizará con el formalismo girocinético y los códigos de simulación basados en el, que son el estándar para la simulación de turbulencia en plasmas. En particular conocerá el código EUTERPE, un código de tipo "particle-in-cell" diseñado específicamente para la simulación en stellarators. Desarrollará código en lenguaje FORTRAN, un lenguaje de programación que sigue siendo un estándar en simulación numérica. Además, el estudiante tomará contacto con la simulación en clusters de altas prestaciones. En particular, trabajará en los superordenadores que se llevan a cabo las simulaciones con el código EUTERPE: Mare Nostrum, en el Barcelona Supercomputing Center (BSC), y el superordenador europeo de Fusión Marconi.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 37
Tutor/es: Patricia Horcajada Cortés (patricia.horcajada@imdea.org) y Marcos González Tejero (marcos.gonzalez@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Energía
Dirección: Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3
Localidad: Móstoles
Perfil del estudiante: Preferentemente Químico, Ingeniero Químico, Ingeniero de Materiales.
Título: Hacia celdas solares más eficientes: Nuevas perovskitas 1D medioambientalmente compatibles.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La energía solar es una de las alternativas más interesantes para cumplir con las necesidades energéticas actuales, siendo las celdas solares de silicio las más extendidas comercialmente. Sin embargo, su alto coste de fabricación ha limitado su uso.
Entre los materiales alternativos, destacan los materiales tipo perovskita debido a sus propiedades optoelectrónicas: alta capacidad de absorción de luz y sus propiedades electrónicas favorables. Aunque se han obtenido eficiencias de conversión prometedoras empleando perovskitas basadas en plomo (de un 23.3%, ligeramente superior al 22% que se obtiene empleando Si monocristalino y muy superior al 10% del Si policristalino), su aplicación práctica se encuentra limitada por su baja estabilidad (humedad, temperatura) e importante toxicidad (asociada al plomo).
Para solventar estos problemas y obtener materiales con unas propiedades adecuadas, se propone la síntesis de nuevas perovskitas 1D medioambientalmente compatibles con estabilidad y propiedades optoelectrónicas mejoradas. Por un lado, se selecciona el Bi como elemento sustitutivo del Pb, ya que en forma catiónica poseen propiedades similares. Por otro lado, se utilizarán cationes hidrofóbicos de mayor conductividad, lo cual implementará tanto la estabilidad química como las propiedades optoelectrónicas debido a la baja energía excitónica de estas especies
Teniendo en cuenta lo anterior, este TFM propone los siguientes objetivos:
- Diseño, desarrollo y caracterización de nuevas perovskitas 1D basadas en Bi y cationes hidrofóbicos.
- Caracterización fisicoquímica completa del material (DRX, espectroscopía, microscopía, ATG…).
- Evaluación de sus propiedades opto-electrónicas como material activo en celdas fotovoltaicas.
Observaciones: El tiempo invertido será a convenir con el estudiante (no más de 8 h diarias)2019-20
Propuesta de TFM Nº 38
Tutor/es: Jose Ramon Ares Fernández (joser.ares@uam.es) y Olga Caballero Calero (olga.caballero@csic.es)
Centro: GRUPO MIRE- Dpto de Fisica de Materiales -UAM
Dirección: Tomas y Valiente 7
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en Química, Física
Título: Síntesis y caracterización termoeléctrica de películas delgadas de pirita
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Actualmente, las tecnologías de producción y conversión de energía liberan cantidades ingentes de calor residual lo que redunda en una disminución de la eficiencia. Los dispositivos termoeléctricos ofrecen una gran oportunidad de aprovechar esa cantidad enorme de calor ya que convierten directamente el calor en energía eléctrica de una manera sostenible, en silencio y sin emitir residuos. Sin embargo, los compuestos en los que se basan están formados por elementos escasos, tóxicos y no sostenibles (plomo, teluro, bismuto). En este contexto, la pirita (FeS2) ofrece grandes alternativas al estar formada por dos elementos sostenibles y abundantes. Sin embargo, su eficiencia es relativamente baja debido a su elevada resistividad y conductividad térmica. La síntesis de pirita en forma de película delgada nanoestructurada es una vía para aumentar esas eficiencias. Así, el principal objetivo del este TFM es que el/la estudiante sintetice y caracterice películas delgadas nanoestructuradas de pirita con el objetivo de aumentar su eficiencia termoeléctrica.
Así, el/la estudiante sintetizará películas delgadas de FeS2 mediante una reacción sólido-gas mediante la evaporación de películas de Fe y su posterior sulfuración. El/la estudiante caracterizará las películas mediante diferentes técnicas: difracción de rayos X (caracterización estructural), microscopía electrónica y espectroscopía Raman (caracterización morfológica y composicional). Posteriormente investigará la influencia de la temperatura en propiedades termoeléctricas obteniendo el coeficiente termoeléctrico, resistividad, movilidad y conductividad térmica. El/La estudiante realizará la síntesis y la caracterización en el laboratorio MIRE del Dpto. de Física de Materiales (UAM) y en el grupo FINDER del IMN del (CSIC-Tres Cantos).
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 39
Tutor/es: Mariam Barawi Moran (mariam.barawi@imdea.org) y Marta Liras Torrente (marta.liras@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Energía
Dirección: Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3
Localidad: Móstoles
Perfil del estudiante: Grado en Química o grado en Física
Título: Desarrollo de Ventanas inteligentes con control selectivo de luminosidad y temperatura para su implementación en edificios energéticamente eficientes
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las ventanas inteligentes son dispositivos que controlan dinámicamente la transmitancia de la irradiación solar en los edificios, cambiando de forma reversible entre varios estados: Frío, calor y luminoso. Por ello son un elemento clave en el desarrollo de edificaciones energéticamente eficientes. Este trabajo fin de máster consistirá en el estudio de materiales para su implementación en dispositivos de tipo ventana inteligente. Para ello se desarrollarán actividades de síntesis y caracterización de materiales, así como el estudio de sus propiedades ópticas, electrocrómicas y fotoelectroquímicas. Finalmente se elaborarán dispositivos a escala de laboratorio y se estudiarán sus eficiencias.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 40
Tutor/es: luis Herranz (luisen.herranz@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Manejo con códigos de cálculo; conocimientos de termo-fluidodinámica; interés por la tecnología nuclear
Título: Retención de radiactividad en la piscina de supresión durante el accidente de Fukushima - Estudios termo-fluidodinámicos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Durante el accidente de Fukushima una fracción del material radioactivo emitido desde el núcleo del reactor quedó retenido en las denominadas piscinas de supresión. Es conocido que la retención en vía acuosa es altamente dependiente de las condiciones hidrodinámicas que gobiernan el proceso de inyección y de transporte en y a través de la piscina. CIEMAT durante más de 7 años ha analizado los accidentes ocurridos en los reactores 1-3 de Fukushima, particularmente en la Unidad 1, y ha caracterizado las condiciones de contorno que afectaron al proceso arriba descrito.
El objetivo del proyecto sería caracterizar hidrodinámicamente las primeras etapas de descontaminación, desde que el gas comienza a entrar en la piscina hasta que se transforma en un enjambre de burbujas de tamaño medio en torno a los 6 mm. Para ello, se utilizará un programa desarrollado en el entorno nuclear y desarrollos propios que pudieran realizarse en el marco del proyecto. Las variables esenciales a determinar serían el tamaño del glóbulo inicial, el tiempo de desprendimiento del inyector, la altura de desarrollo de la pluma de burbujas y el tiempo para alcanzar tal estado. El trabajo precisará una contextualización en la energía nuclear y en accidentes severos previa a su realización. Como resultado del proyecto se discutirá la capacidad predictiva de la herramienta analítica utilizada y se establecerán comparaciones con otras metodologías de análisis que están apareciendo.
La experiencia adquirida en el proyecto será valorable en cualquier ámbito donde la termo-fluidodinámica sea la disciplina fundamental.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 41
Tutor/es: Pilar Ocon Esteban (pilar.ocon@uam.es) y Juan Aviles Moreno (juan.aviles@uam.es)
Centro: UAM. FAC. CIENCIAS
Dirección: Módulo 14 Despacho 405
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en Quimica
Título: Desarrollo y caracterizacion de materiales para bateria de flujo acuosa
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Se desarrollaran materiales Bipiridinicos y modificados así como materiales de la familia de los Indigos. Se realizara la caracterización electroquímica de dichos materiales enfocados a la aplicación de batería de flujo acuosa. Así mismo se evaluaran ciclos de carga y descarga optimizando la eficiencia faradaica.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 42
Tutor/es: Angel Morales Sabio (angel.morales@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Preferible químico
Título: PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RECUBRIMIENTOS ABSORBENTES DE ALTA TEMPERATURA SOBRE SUSTRATOS DE CARBURO DE SILICIO
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La utilización materiales cerámicos en los receptores volumétricos de los sistemas solares de receptor central (centrales de torre), como el carburo de silicio, presenta una serie de ventajas como su elevada estabilidad térmica y química, su coste competitivo y la posibilidad de preparar los materiales con distintas porosidades. Estos absorbentes cerámicos deben soportar temperaturas en torno a los 800ºC. En este trabajo se prepararán recubrimientos absorbentes selectivos sobre sustratos de carburo de silicio mediante técnica sol-gel y se estudiarán las propiedades ópticas y durabilidad térmica de los materiales preparados, mediante medidas en perfilómetro, espectrofotómetros de UV-VIS-NIR y FTIR y cámara climática.
Observaciones: 2019-20
Propuesta de TFM Nº 43
Tutor/es: Ignacio Cruz Cruz (ignacio.cruz@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Ingeniería Química
Título: Estudio de viabilidad del desarrollo de aerogeneradores para producir hidrógeno directamente en entornos marinos.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:A finales de 2018 la capacidad eólica marina instalada en el mundo era de 23 GW. Según la Agencia Internacional de la Energía, en 2040 es altamente probable alcanzar 560 GW de capacidad eólica marina en todo el mundo.
Hasta ahora, en los aerogeneradores marinos se produce electricidad, que se transporta mediante costosos conductores eléctricos submarinos hasta la costa.
Debido a la necesidad de gestionar la enorme cantidad de energía que se prevé producir, se está comenzando a desarrollar tecnología eólica de producción directa de hidrógeno.
La empresa holandesa Lagerwey desarrolló en 2018 un aerohidrogenerador de 4,8 MW, cuya energía de salida es hidrógeno (Proyecto HY-GRO). El hidrógeno se transporta mediante una tubería hasta la costa donde se puede almacenar fácilmente., Las tuberías son mas competitivas en coste y además sirven como buffer, de forma que se requiere una menor sincronización entre la energía generada y la demandada.
Otra opción es la seguida por la empresa belga Tractebel en la que se produce hidrogeno en una plataforma marina, con la electricidad producida por un parque eólico marino de gran potencia.
El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo matemático simple de este tipo de aerogenerador y analizar su viabilidad en aguas españolas. El estudio pretende analizar también las ventajas e inconvenientes de esta innovadora tecnología frente a la tecnología ya existente y por último se pretende comparar la estrategia de aerohidrogeneradores frente a parques eólicos conectados a plataforma electrolizadora para producción de hidrógeno a gran escala de forma centralizada
Observaciones: Tiempo estimado que necesitaría invertir el alumno: Entre 450 y 500 horas.2019-20
Propuesta de TFM Nº 44
Tutor/es: Ignacio Cruz Cruz (ignacio.cruz@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero Industrial
Título: Análisis de sensibilidad del recurso eólico en un sistema de autoconsumo fotovoltaico con baterías
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La naturaleza estocástica de los recursos renovables complica el dimensionado de los sistemas de generación de energía. La facilidad de evaluación del recurso y de instalación y su coste competitivo hace que la energía solar fotovoltaica sea en la actualidad la energía renovable mas utilizada en autoconsumo tanto residencial como industrial.
El progresivo aumento de la capacidad instalada y la variación de los precios obligarán a integrar sistemas de almacenamiento de energía, normalmente baterías electroquímicas con un coste todavía hoy alto. La potencial existencia de recurso eólico y la falta de espacio útil invitan a integrar tecnología eólica en estos sistemas de autoconsumo. La complementariedad entre las distintas fuentes facilita la reducción de la capacidad necesaria en el sistema de almacenamiento con la consecuente reducción de costes.
En este trabajo, se pretende hacer un estudio de optimización de la capacidad del sistema de almacenamiento en sistemas solares fotovoltaicos para autoconsumo, mediante la hibridación con energía eólica. Se trata de analizar la sensibilidad en función de distintas variables como el recurso eólico, la demanda de energía, el perfil de consumo, los costes, etc.
Para ello, se pretende dimensionar de forma optimizada varios sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía para distintas demandas de energía y posteriormente se evaluaran distintos escenarios de recurso eólico y coste de la tecnología eólica en las mismas instalaciones para evaluar el potencial grado de optimización que se puede obtener, especialmente en el dimensionado del sistema de almacenamiento de energía en función de las variables anteriormente mencionadas.
Observaciones: Tiempo estimado que necesitaría invertir el alumno: Entre 450 y 500 horas.2019-20
Propuesta de TFM Nº 45
Tutor/es: Ignacio Cruz Cruz (ignacio.cruz@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero Ambiental
Título: Estudio de mercado para la integración de aerogeneradores de pequeña potencia en mini-redes en Colombia.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Se propone realizar un estudio de mercado para la integración de aerogeneradores de pequeña potencia hasta 100 kW en mini-redes en Colombia. El proyecto tiene como objetivo explorar el mercado para la energía eólica de pequeña potencia para integrarse en una potencial mini red fotovoltaica para electrificación rural ya existente a fin de reducir el coste de la electricidad y apoyar la creación de valor local.
Para ello se realizará en primer lugar la búsqueda de la regulación existente en Colombia en relación a las mini-redes en entornos rurales con energías renovables. Tambien se analizara la normativa ambiental existente y los posibles impactos ambientales que pueden aparecer con este tipo de desarrollos, además de la estructura de costes de la energía para este tipo de aplicaciones en Colombia
A continuación se realizará la búsqueda de las mini-redes existentes en Colombia tanto públicas como privadas. Después se desarrollará una metodología de evaluación del recurso eólico existente a partir de atlas eólicos globales y locales existentes. Posteriormente se clasificará las mini-redes encontradas de acuerdo al recurso eólico existente.
Se analizara la capacidad tecnológica local para desarrollar actividades relacionadas el desarrollo tecnológico actual. Se identificaran varias tecnologías representativas de la tecnología eólica de pequeña potencia hasta 100 kW.
Mediante las tecnologías identificadas y el recurso existente se realizará una evaluación de la energía producida y se evaluara la viabilidad de realizar la integración del sistema eólico.
Finalmente se establecerá un plan general de desarrollo de mini-redes con integración de energía eólica.
Observaciones: Tiempo estimado que necesitaría invertir el alumno: Entre 450 y 500 horas2019-20
Propuesta de TFM Nº 46
Tutor/es: Jose Ares (joser.ares@uam.es) y ()
Centro: UAM
Dirección: Tomas y Valiente
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: China
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:China
Observaciones: 2019-20