2020-21
Propuesta de TFM Nº 1
Tutor/es: David Levy Cohen (David.Levy@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: Cantoblanco
Perfil del estudiante: Estudiante de CC. Quimicas
Título: Caracterización de la matriz Sol-Gel nano-porosa para optimizar la sensibilidad en respuesta de nuevos nanosensores ópticos.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Una de las ventajas más importantes del procesamiento sol-gel es la capacidad de controlar las propiedades estructurales de los micro/nanoporos en términos de tamaño, forma y densidad de poros. En nuestro caso, las micro / nano-dimensiones de los poros, así como el número de poros, tienen una influencia importante en la superficie efectiva sobre la cual se confinan moléculas fluorescentes capaces de tener una respuesta óptica a un estimulo externo (sensor). Se pretende optimizar las propiedades estructurales para una mejor respuesta óptica de los nanosensores a desarrollar.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 2
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 y dispositivos piezoeléctricos para recuperación de energía y alimentación remota
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las cerámicas piezoeléctricas son una tecnología madura y ubicua, base de un abanico de dispositivos para un espectro de aplicaciones, tales como detectores, actuadores y sistemas inteligentes. Entre sus nuevas aplicaciones potenciales, destaca la recuperación de energía (energy harversting en inglés). Estos materiales son capaces de transformar las vibraciones mecánicas ambientales en energía eléctrica, y se han propuesto, por ejemplo, como alternativa a las baterías en redes de detectores desplegadas en lugares de difícil acceso.
Los materiales piezoeléctricos son también uno de los componentes de los composites magnetoeléctricos. Estos materiales compuestos de elementos piezoeléctricos y magnetostrictivos son transductores magnetoeléctricos, capaces de transformar campos magnéticos residuales en energía eléctrica, facilitando un concepto alternativo de recuperación de energía. Son también la base de dispositivos de alimentación remota por campos magnéticos para uso en dispositivos electrónicos implantados en el cuerpo humano, como por ejemplo sensores. 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, en concreto para transducción piezoeléctrica y magnetoeléctrica, e introducción a las tecnologías de recuperación de energía. Contempla el desarrollo de un nuevo material bajo diseño, incluyendo su síntesis en polvo, su procesado cerámico, así como su caracterización estructural y microestructural, y de sus propiedades orientada a su aplicación en recuperación de energía.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 3
Tutor/es: Francisco del Monte Muñoz de la Peña (delmonte@icmm.csic.es) y Marisa Ferrer Pla (mferrer@icmm.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: Químico, Ingeniero Químico
Título: Electrolitos para supercondensadores de alta energía
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo del trabajo es mejorar la densidad de energía en dispositivos de almacenamiento de energía tipo supercondensadores. Nuestro grupo tiene varios temas abiertos para intentar solventar ese problema:
1. Por un lado, estamos trabajando en electrolitos tipo WIS. Las actividades en este tema serían la preparación de mezclas líquidas binarias y ternarias en las que el primer componente será una sal fundida, un líquido iónicos o una mezcla eutéctica, el segundo componente será agua, y el tercero otro disolvente a estudiar. Se medirá la viscosidad, densidad y velocidad de sonido de las mezclas. También se estudiarán por espectroscopía de Brillouin y de RMN. Finalmente, se estudiarán sus propiedades electroquímicas.
2. En segundo lugar, también trabajamos con electrolitos sólidos tipo hidrogel. En este caso, las tareas consistirían en la preparación de hidrogeles a partir de mezclas líquidas binarias y ternarias en las que el primer componente será una sal fundida, un líquido iónicos o una mezcla eutéctica, el segundo componente será agua, y el tercero otro compuesto que prueba la gelificación. Se estudiará su procesado en forma de lámina y y sus propiedades electroquímicas.
3. Finalmente, queremos desarrollar electrolitos tipo redox tanto líquidos como sólidos. Para ello, se seguira el procedimiento descrito en los puntos 1 y 2 pero utilizando moléculas/hidrogeles que presenten propiedades redox.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 4
Tutor/es: Gastón García (gaston.garcia@uam.es) y Miguel Crespillo (miguel.crespillo@uam.es)
Centro: CMAM
Dirección: c/ Faraday 3
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física
Título: Posibles reacciones de fusión nuclear inducidas por irradiación con iones de elevada masa y energía
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las irradiaciones con iones de alta masa y energía constituyen uno de los objetivos científicos del CMAM. Una posibilidad en cuanto a posibles aplicaciones energéticas del tema sería el análisis y modelización de la producción de reacciones nucleares de fusión en cristales dieléctricos fuertemente deuterados o tritiados. Se trataría de simular el proceso de formación de los tracks modelizando el perfil de temperatura alcanzado alrededor de la trayectoria del ion y los cambios estructurales inducidos, utilizando modelos del tipo espiga térmica (thermal spike) que se han usado profusamente en el estudio de los efectos de la irradiación con iones de elevada masa y energía. El estudio podría aplicarse a cristales ferroeléctricos tales como el KD2PO4 que se pueden crecer fácilmente en el laboratorio o pueden adquirirse en el mercado así como a cristales dieléctricos fuertemente dopados con D o T. A partir de esa información se podrían calcular los ritmos de las reacciones nucleares de fusión y los rendimientos globales para la generación de energía.
Referencias:
Duffy et al, NIMB 277, 21 (2012)
F. Agullo-Lopez et al , Progress in Materials Science 76, 1 (2016)
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 5
Tutor/es: Nuria Gordillo García (nuria.gordillo@uam.es) y Miguel Angel Ramos Ruiz (miguel.ramos@uam.es)
Centro: Facultad de Ciencias
Dirección: Francisco Tomas y Valiente, 7 (Universidad Autónoma de Madrid)
Localidad: Cantoblanco, Madrid
Perfil del estudiante: física o ingeniería de matariales
Título: Medida de la resistencia eléctrica a bajas temperaturas en microestructuras de diamante dopado con boro
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo del trabajo es la puesta a punto experimental y la realización de medidas de la resistencia eléctrica en un criostato de helio líquido, para distintas microestructuras de diamante dopado con boro. En particular, se probará a medir distintas franjas de decenas de micras de boro implantado en muestras de diamante mediante de irradiación de iones a unos 10 MeV en el acelerador del CMAM en la UAM.
En microcristales sintéticos de diamante se ha observado que, para dosis moderadas de boro, el diamante aislante se hace semiconductor. Y más recientemente que, a dosis aún mayores de boro, el material se hace superconductor con temperaturas críticas alrededor de 4 K. No obstante, aún nadie ha conseguido observar este efecto fabricando microestructuras sobre monocristales de diamante puro mediante irradiación controlada de iones de boro. Ese es el objetivo de este trabajo.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 6
Tutor/es: Inés García Benito (ingarc10@ucm.es) y Nazario Martín León (nazmar@ucm.es)
Centro: Instituto IMDEA Nanociencia
Dirección: Campus Universitario Cantoblanco, Calle Faraday,9
Localidad: Cantoblanco, Madrid
Perfil del estudiante: Se precisan los conocimientos de grado en Química/Ingeniería Química/Física, con interés por el estudio de nuevos materiales y su aplicación en la preparación de dispositivos fotovoltaicos. Es importante la capacidad de innovación, trabajo en equipo, dedicación y la disposición para el aprendizaje de diferentes técnicas de medida y caracterización.
Título: Preparación y estudio de células solares basadas en perovskita 2D/3D:Desarrollo de nuevas metodologías para el incremento de eficiencia y estabilidad
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El incremento del coste de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales derivados de su explotación, hace inminente la necesidad de desarrollar e instaurar el uso de las energías renovables para abastecer nuestras necesidades energéticas. En particular, la investigación en dispositivos de aprovechamiento de la energía solar ha experimentado un prometedor avance con la utilización de la perovskita como material encargo de la absorción de la luz, permitiendo alcanzar células solares de alta eficiencia y estabilidad.[1,2] El Grupo de Materiales Moleculares Orgánicos liderado por Nazario Martín, grupo de referencia en el área de investigación en la que se enmarca esta propuesta, posee en IMDEA-Nanociencia un centro de síntesis de materiales y preparación de dispositivos fotovoltaicos. La extensa experiencia en diseño y síntesis de compuestos orgánicos con propiedades deseadas, ha supuesto una fuente de invocación para la preparación de dispositivos más eficientes y estables en condiciones ambientales. [3,4] Para este proyecto, se propone el estudio y preparación de las células solares más prometedoras en la actualidad científica, las basadas en perovskita 2D/3D. En concreto se incorporarán diferentes modificaciones en la estructura del dispositivo, así como en la composición de la componente 2D para una mejora en su funcionamiento. El interesado en participar en este proyecto, recibirá formación en los últimos avances llevados a cabo en la investigación fotovoltaica, desarrollando dispositivos solares con posibilidad de modificación química y estructural con el fin de mejorar su eficiencia y estabilidad para asegurar su posterior aplicación.
Observaciones: 1. R. Wang, et al, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1808843; 2. J. Y. Kim, Chem. Rev. 2020, 120, 15, 7867–7918; 3. I. García-Benito, N. Martín, et al, Angew.Chem.Int. Ed. 2016, 55,6270 –6274; 4. I. García-Benito, N. Martín, et al, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 18017342020-21
Propuesta de TFM Nº 7
Tutor/es: Consuelo Alvarez Galván (c.alvarez@icp.csic.es) y Belén Bachiller Baeza (b.bachiller@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería Química
Título: Desarrollo de catalizadores basados en níquel soportado sobre óxidos reducibles para la producción de gas de síntesis por reformado de metano con oxíg
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo de este Trabajo de Fin de Máster es desarrollar catalizadores estables y activos basados en níquel (o níquel con una pequeña proporción de un metal noble) soportados sobre óxidos reducibles, para la producción de gas de síntesis por reformado de metano con oxígeno y dióxido de carbono. De esta forma podrían valorizarse corrientes de biogás (compuesto fundamentalmente por metano y dióxido de carbono), en compuestos químicos y combustibles, transformando el gas de síntesis obtenido a través de procesos posteriores como la síntesis de metanol o la síntesis Fischer-Tropsch.
Tal como se ha descrito en la literatura, la movilidad del oxígeno del soporte catalítico podría promover la gasificación de los depósitos de carbón, que son una de las causas más importantes de desactivación. Esta propiedad se puede modular a través de la proporción de vacantes de oxígeno del soporte, que puede ser optimizada dopando esta fase con elementos de menor estado de oxidación.
Los objetivos parciales del TFM se centrarán en determinar: proporción de vacantes de oxígeno, tamaño de partícula metálica y relación Ni-metal noble óptimas. El trabajo de investigación abordará la preparación de catalizadores por métodos como la impregnación o microemulsión, caracterización por diversas técnicas como determinación de propiedades redox (por reducción a temperatura programada y desorción a temperatura programada de O2) y tests de actividad catalítica.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 8
Tutor/es: Francisco Feria Márquez (francisco.feria@ciemat.es) y Luis Enrique Herranz Puebla (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: Evaluación de código FAST sobre comportamiento termo-mecánico de 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 termo-mecánico del combustible nuclear, tanto durante condiciones normales de operación en la central nuclear como en caso de accidente. Dos herramientas de referencia en el campo son los códigos termo-mecánicos del organismo regulador americano (NRC): FRAPCON para condiciones estacionarias y FRAPTRAN para transitorios accidentales.
Recientemente, la NRC ha liberado el código FAST, que supone la fusión de FRAPCON y FRAPTRAN en un solo código que permita resolver tanto estado estacionario como transitorios.
El objetivo de este trabajo es evaluar el código FAST a partir de bases de datos recopiladas en CIEMAT de medidas realizadas por otros laboratorios tanto en reactores comerciales como experimentales. Para ello, se creará una matriz de ficheros de entrada de FAST que permita simular las condiciones que correspondan en cada caso. La comparación de las predicciones del código contra los datos permitirá evaluar la exactitud de FAST, así como las diferencias con simulaciones de FRAPCON/FRAPTRAN realizadas previamente en CIEMAT.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 9
Tutor/es: Joan Fontanet Sáez (joan.fontanet@ciemat.es) y Luis Enrique Herranz Puebla (luisen.herranz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física, Química. Ingeniería
Título: Evaluación de modelos de remoción de H2 en contención de centrales nucleares
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Desde el accidente de Fukushima, la adecuada gestión de los gases combustibles (Hidrógeno y CO) generados en accidentes postulados en centrales nucleares está recibiendo una gran atención por científicos e ingenieros. Una medida eficaz para reducir la concentración de estos gases es la instalación de los llamados recombinadores autocatalíticos pasivos (PAR) que recombinan H2 y CO con oxígeno de forma controlada. En los análisis de seguridad que se realizan mediante simulación numéricas de accidentes en centrales nucleares son imprescindibles correlaciones ingenieriles que estimen la eficacia de los PARs en las condiciones representativas de estos accidentes.
Este proyecto analizará datos experimentales de tasas de remoción de gases en distintas condiciones de accidente severo: concentraciones de H2 y O2, presión, temperatura, etc. Se evaluará la capacidad de correlaciones disponibles de reproducir los datos experimentales y para los casos en que se detecten debilidades se desarrollará una nueva correlación.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 10
Tutor/es: Mónica García Martín (monica.gmartin@ciemat.es) y Luis Enrique Herranz Puebla (luisen.herranz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física, Química. Ingeniería Buen nivel de inglés. Familiarización con el uso de herramientas informáticas.
Título: Liberación de productos de fisión desde fuegos de sodio en la contención de un SFR
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En el escenario de un accidente severo en un reactor rápido refrigerado por sodio (SFR) se prevé la expulsión a contención de sodio líquido contaminado con combustible y productos de fisión (FPs). En presencia de oxígeno, la combustión del sodio dará lugar a una enorme cantidad de aerosoles transportadores de FPs. En este contexto, es vital para el análisis de accidentes conocer la capacidad de retención del sodio para aquellos FPs más relevantes desde el punto de vista radiológico.
Entre las tareas a realizar estarían:
- Evaluación de la tasa de evaporación de Na en condiciones de fuego;
- Evaluación de los coeficientes de partición de FPs de interés en condiciones de fuego de Na;
- Comparación con datos experimentales.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 11
Tutor/es: Roman Nevshupa (r.nevshupa@csic.es) y José Ramón Ares Fernández (joser.ares@uam.es)
Centro: Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción, IETCC-CSIC
Dirección: C/Serrano Galvache 4
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Licenciado en química, física o ingenieria de materiales
Título: Estudio de nuevas vías notermicas en obtención de H2 en hidruros complejos y sistemas hidruro-líquido iónico
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Entre los hidruros complejos, el borohidruro de sodio es un compuesto que almacena ingentes cantidades de hidrógeno (10,8% en peso) lo que hace muy atractivo como compuesto acumulador/generador de hidrógeno. Sin embargo, su alta estabilidad hace que se necesiten temperaturas superiores a 500ºC para liberar hidrógeno a través de su descomposición en NaH, B y H2. Por otra parte, su hidrólisis libera inicialmente grandes cantidades de hidrógeno a través de una fuerte reacción exoterma pero la formación de óxidos (NaBO2) pasiva la superficie ralentizando la reacción de descomposición. Como consecuencia, una gran parte de la investigación sobre este compuesto está focalizado en resolver ambas situaciones. Esto estimula la búsqueda de nuevas vias para la obtención de H2, como p.e. mecano- y triboquímica.
Los estudios previos han demostrado que gran parte de H2 puede ser extraído sometiendo hidruro complejo a deformación mecánica en vacío a temperatura ambiente. Sin embargo, los caminos reaccionales de estos procesos son muy poco estudiados. Además, diferentes hidruros demuestran el comportamiento triboquímico muy diferente. Los trabajos se centrarán en el estudio de triboemisión de H2 en NaBH4 y el sistema de etane-diaminoborane/líquido iónico utilizando las técnicas de espectrometría de masas y caracterización de superficie (Raman, FTIR, XRD, etc.).
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 12
Tutor/es: Jose Ramón Ares Fernández (joser.ares@uam.es) y Olga Caballero Calero (olga.caballero@csic.es)
Centro: Grupo Mire-Dpto. de Fisica de Materiales (Facultad de Ciencias-UAM)/Grupo FINDER.Instituto de micro y nanoelectrónica (CSIC)
Dirección: Tomas y Valiente 7; Parque empresarial de Tres Cantos
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Preferentemente graduado en física o en química
Título: Propiedades termoeléctricas de películas ultrafinas 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.. En este contexto, la pirita (FeS2) ofrece grandes alternativas al estar formada por dos elementos sostenibles y abundante.. 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 explore, a nivel fundametal, la síntesis y caracterización de películas ultradelgadas (<50 nm) nanoestructuradas de pirita con el objetivo de aumentar su eficiencia termoeléctrica. Así, el/la estudiante sintetizará películas delgadas de FeS2 mediante diferentes rutas (reacción sólido-gas mediante la evaporación de películas de Fe y su posterior sulfuración, evaporación directa de polvo de pirita...). Posteriormente el/la estudiante caracterizará las películas mediante diferentes técnicas: difracción de rayos X (caracterización estructural), microscopía electrónica FEG 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), respectivamente.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 13
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 basados en compuestos intermetálicos PdZn para la síntesis de metanol
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los procesos de transformación de gas de síntesis renovable (H2+CO/CO2) en productos químicos y combustibles (como el metanol) son procesos de indudable importancia tecnológica para el aprovechamiento de los recursos renovables. En el trabajo fin de máster que se propone se estudiara el desarrollo de nuevos catalizadores basados en compuestos intermetálicos de PdZn soportados para la síntesis de metanol a partir de gas de síntesis renovable. Se tratará de mejorar la actividad y estabilidad de los catalizadores convencionales basados en Cu-ZnO.
Los objetivos específicos de las actividades a realizar en el TFM incluirán: (1) preparación de los catalizadores de síntesis de metanol en los que se estudiará la variación del método de preparación y la relación Pd/Zn sobre las características de los catalizadores (2) caracterización fisicoquímica detallada de los diferentes catalizadores preparados mediante XRD, TPR, SEM, XPS y, (3) determinación de la actividad a nivel de laboratorio de los catalizadores preparados en la reacción de síntesis de metanol.
El TFM ofrecerá al alumno una formación que le permitirá tener capacitación para abordar tareas y actividades en laboratorios de investigación y calidad relacionados con la catálisis heterogénea.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 14
Tutor/es: José Luis Velasco Garasa (joseluis.velasco@ciemat.es) y ()
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en CC Físicas o Ingeniería
Título: Herramientas numéricas para el diseño de reactores de fusión por confinamiento magnético
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Stellarators are an alternative to tokamaks in the path towards the fusion reactor based on the magnetic confinement of a plasma. While at the moment they are more difficult to buid than tokamaks, they are intrinsically easier to operate, an advantage when it comes to a commercial reactor. Their main disadvantage arises from the fact that, in the magnetic field of generic stellarators, trapped particle orbits are not perfectly confined; these orbits, combined with collisions between particles, lead to unaffordable energy losses. Fortunately, the physics behind the above-mentioned energy losses (named “neoclassical transport”) is relatively well known. Moreover, stellarator design has a large number of degrees of freedom, which can be used to “optimize” the magnetic configuration in order to address this and other issues. This is the case of the recently-built stellarator Wendelstein 7-X [1].
In the course of this master thesis, the student will become involved in the research work of our group [2], for which he or she will become familiar with some of the numerical tools [3] that can be employed in stellarator optimization and with the underlying theories.
[1] https://www.ipp.mpg.de/w7x
[2] See http://fusionsites.ciemat.es/multitranstell and references therein.
[3] https://princetonuniversity.github.io/STELLOPT/
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 15
Tutor/es: María Victoria Martínez Huerta (mmartinez@icp.csic.es) y Jesús Cebollada Borao (jesus.cebollada@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Campus Cantoblanco
Perfil del estudiante: Graduado en Ingeniería química o Química
Título: Desarrollo de nuevos nanocomposites para dispositivos electroquímicos de conversión y almacenamiento de energía
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El principal objetivo de este trabajo de investigación será el estudio de nuevos materiales compuestos o nanocomposites basados en materiales de carbón y metales no nobles para las reacciones electroquímicas involucradas en dispositivos electroquímicos que utilizan el hidrógeno como vector energético (pilas de combustible y electrolizadores). Se prepararán composites con distintos contenidos de heteroátomos y/o metales de transición que serán optimizados en función de los resultados obtenidos en la caracterización electroquímica. 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).
Es un trabajo de investigación altamente presencial, pero en caso de que sea necesario el confinamiento domiliciario por las condiciones sanitarias, se buscarían alternativas para poder realizar algún estudio bibliográfico de una parte del proyecto.
Observaciones: Puede empezar este primer trimestre2020-21
Propuesta de TFM Nº 16
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, C/ Francisco Tomás y Valiente 7, M4
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Física o Química
Título: Producción fotoelectrocatalítica de hidrógeno a partir de agua usando trisulfuros metálicos como ánodos. Influencia del electrolito.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El hidrógeno ha sido utilizado como combustible desde principios del siglo XX y fue propuesto como vector energético en la década de los 70 del mismo siglo. Sin embargo, la investigación en los procesos de generación de hidrógeno a partir de energías renovables ha sido intermitente. Dentro del amplio abanico de las energías renovables la posibilidad de usar la radiación solar para disociar el agua, almacenando la energía luminosa en forma de energía química, es una de las más atractivas. Sin embargo, los fotocatalizadores investigados hasta el momento presentan eficiencias bajas, lo que limita la implantación de este tipo de tecnologías.
En este Trabajo Fin de Máster se propone investigar dos trisulfuros, TiS3 y NbS3, como fotoánodos en celdas fotoelectroquímicas. Hasta la fecha el TiS3 ha mostrado propiedades adecuadas para ser usado como fotoánodo en la producción fotoelectrolítica de hidrógeno. No obstante, presenta también ciertos problemas de estabilidad en soluciones acuosas alcalinas. Por ello se propone investigar el efecto del electrolito con el fin de estabilizarlo. Los resultados se compararán con los obtenidos utilizando NbS3, material cuya capacidad para generar hidrógeno por fotoelectrocatálisis ha sido menos investigada.
El Trabajo Fin de Máster consistirá en la síntesis de los dos trisulfuros metálicos, TiS3 y NbS3, su caracterización morfológica, composicional y estructural, el estudio de sus propiedades ópticas y sus características como fotoelectrodos (curvas I-V y potencial de banda plana) en distintos electrolitos para, por último, determinar mediante espectrometría de masas su capacidad para fotodisociar el agua en hidrógeno y oxígeno.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 17
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: Grado en CC Físicas o Ingeniería
Título: Simulación de turbulencia en plasmas en stellarators
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Turbulence is considered a fundamental issue in the development of fusion reactors based on the magnetic confinement concept, and stellarators in particular. It develops spontaneously due to the presence of steep density and temperature gradients in fusion plasmas. As a consequence of turbulence, the energy and particles escape from the confinement region much faster than desired thus reducing the performance of the stellarator.
Evaluating turbulent transport in a stellarator using analytical techniques is not possible, in general, and requires the use of numerical calculations. For this purpose, simulation codes based on gyrokinetic formalism have been developed recently, which allow the evaluation of turbulent transport in realistic stellarator devices. These codes help in improving the basic understanding of turbulence and constitute a valuable tool in interpreting the experimental results.
In the course of this master thesis project, the student will get familiar with one of these codes, EUTERPE (http://fusionwiki.ciemat.es/wiki/EUTERPE), and the use of high-performance supercomputers. He/she will perform simulations to help in interpreting experimental results from two stellarators: TJ-II (http://www.fusion.ciemat.es/tj-ii-2/), operated the Laboratorio Nacional de Fusión, in Madrid, and W7-X (https://www.ipp.mpg.de/w7x), the most advanced stellarator in the world, operating in the Max Planck Institute für Plasmaphysik, in Germany.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 18
Tutor/es: José Olivares Villegas (jose.olivares@inv.uam.es) y ()
Centro: Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC)
Dirección: C/ Isaac Newton 8. PTM
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Físico o Ingeniero
Título: Modificación de las propiedades fisico-químicas superficiales mediante irradiación con nanotrazas iónicas de alta energía
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los iones pesados de alta energía disponibles en el CMAM (hasta unos 45 MeV) permiten generar en la mayoría de los materiales diversos patrones de procesado causado por la elevada densidad de energía (varios keV/nm) depositada por los iones a lo largo de sus trazas de propagación, que genera desde defectos puntuales hasta amorfización selectiva caracterizado el material irradiado por tener nuevas propiedades ópticas.
El patrón de procesado con iones se puede “sintonizar” desde las nanotrazas amorfas (diámetro de pocos nm y longitud micrométrica) hasta capas homogéneamente dañadas de grosor micrométrico. Adicionalmente, el haz de iones macroscopico se puede focalizar a tamaños micrómetricos con instrumental adecuado disponible en el CMAM o en fase de desarrollo.
Se estudia la aplicación del conocimiento previo y el desarrollo instrumental pertinente de control de energía y forma del haz de iones para materiales de interés en el area de energía de fusión.
Asímismo, se propone estudiar los cambios en los coeficientes de absorción y difusión de hidrógeno que eventualmente sirvan para optimizar materiales candidatos a almacenamiento y manipulación de hidrógeno.
Se trabajará en el CMAM (www.cmam.uam.es) con las técnicas de:
- Irradiación con iones de alta energía; implica el trabajar con equipos de vacio y alto vacío; electronica de deteccion avanzada.
- Caracterización estructural del daño inducido con técnica de Rutherford Backscattering (RBS)
- Caracterización óptica in-situ y ex-situ de las transformaciones inducidas; utilizando equipos de óptica avanzada
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 19
Tutor/es: Jadra Mosa Ruiz (jmosa@icv.csic.es) y Carmen del Río Bueno (cdelrio@ictp.csic.es)
Centro: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Dirección: Calle Kelsen 5, Campus de Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería Química; Química; Ingeniería de Materiales
Título: Nuevas membranas híbridas orgánico-inorgánicas para Pilas de Combustible (PEMFC)
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).
Observaciones: El horario a acordar con los tutores y dependiendo de normativa CSIC por alerta sanitaria.2020-21
Propuesta de TFM Nº 20
Tutor/es: Jadra Mosa Ruiz (jmosa@icv.csic.es) y Jadra Triviño Peláez (a.trivino@icv.csic.es)
Centro: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Dirección: Calle Kelsen 5, Campus de Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería Química; Química; Ingeniería de Materiales
Título: Síntesis del conductor protónico BaCe0.8Y0.202.9-delta dopado con halógenos por el método sol-gel
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las pilas de combustible electrolizadoras que utilizan cerámicas conductoras de protones (SOEC) son tecnologías prometedoras y eficientes para la producción de valiosos productos químicos mediante la promoción de reacciones de hidrogenación/deshidrogenación. Debido a una constante de equilibrio muy alto para la hidratación, el cerato de bario dopado de yttrium, BaCe0.8Y0.2O2.9-δ (BCY20), presenta una de las conductividades de protones más altas a bajas temperaturas entre los óxidos cerámicos conductores de protones conocidos (por ejemplo, ∼10-3 S cm-1 a 400 ºC bajo atmósferas humidificadas, pH2O ∼ 10 x 2 atm). No obstante, BCY20 se descarta comúnmente para este tipo de aplicaciones debido a su escasa estabilidad química frente a los gases ácidos como el CO2 en condiciones típicas de funcionamiento del PCFC. Sin embargo, la estabilidad química puede mejorarse aún más en la incorporación de halógenos, reduciendo la basicidad de la perovskita. Empleando técnicas de sinterización convencionales y polvos, se requieren temperaturas alrededor de 1700 ºC para obtener pastillas cerámicos con suficiente densificación (> 95% de densidad relativa). Los métodos alternativos, como la síntesis de sol-gel, permiten la preparación de este electrolito a menor temperatura (≥700ºC) con mayor reactividad. Este trabajo está enmarcado en un proyecto del Plan Nacional activo. El TFM abarcará la síntesis por sol-gel del material, la caracterización estructural y la caracterización electroquímica del material y evaluación de la eficiencia en la pila de combustible electrolizadora.
Observaciones: El horario a acordar con los tutores y dependiendo de normativa CSIC por alerta sanitaria.2020-21
Propuesta de TFM Nº 21
Tutor/es: Carlos Prieto de Castro (cprieto@icmm.csic.es) y Jorge Sanchez Marco (jorge.sanchezm@uam.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: Preferentemente graduado en Física, con interés en los aspectos experimentales de la investigación y en la física de estado sólido
Título: Preparación y caracterización de láminas delgadas termoeléctricas basadas en CrN
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El trabajo consistirá en la preparación de materiales termoeléctricos en forma de lámina delgada del tipo Cr1-xMxN) por técnicas de sputtering. La caracterización completa de sus propiedades eléctricas y termoeléctricas (conductividad eléctrica, efecto Hall y efecto Seebeck) será realizada en un rango de temperaturas (T>RT) para determinar sus características y figura de mérito.
El interés de este material termoeléctrico como lámina delgada reside en la sencillez de preparación y en la posibilidad de seleccionar el tipo de conducción (electrones o huecos), lo que puede permitir la fabricación de módulos termoeléctricos para recuperación de energía desperdiciada.
Para llevar a cabo este trabajo, se desarrollarán las siguientes actividades:
- Aprendizaje de tecnología de vacío (generación, medida y mantenimiento).
- Preparación de recubrimientos mediante sputtering DC reactivo.
- Caracterización de las láminas obtenidas mediante difracción de rayos X (y ocasionalmente mediante EDX o RBS).
- Medida de la conductividad a temperatura ambiente con método de van der Pauw y del efecto Hall para determinar la naturaleza, densidad y la movilidad de los portadores de carga.
- Medida de efecto Seebeck, de la conductividad eléctrica y de la conductividad térmica en función de la temperatura (intervalo 300 – 400 K).
- Redacción de informes, exposición de resultados y debate con miembros del grupo de trabajo.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 22
Tutor/es: José Francisco Fernández Ríos (josefrancisco.fernandez@uam.es) y ()
Centro: Facultad de Ciencias. Departamento de Física de Materiales, M4
Dirección: Avda Francisco Tomas y Valiente
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Simulación de procesos de absorción/desorción de hidrógeno en metales.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El trabajo propuesto se inscribe dentro del campo del hidrógeno como combustible limpio y eficiente. Dada la complicada situación actual, y en previsión de dificultades para realizar el TFM en condiciones de normalidad, se propone la realización de simulaciones de procesos de absorción/desorción de H2 en metales. Las simulaciones se realizarán mediante un programa que resuelve las ecuaciones matemáticas necesarias mediante elementos finitos y en el que se pueden acoplar diversos procesos físicos tales como difusión de H2 en un metal, transporte de calor, propagación de la luz, etc. Los dos problemas que se abordarán serán:
a) Simulación de un reactor de hidruros metálicos. Estos sistemas son un medio compacto para disponer de un gran volumen de H2 en un volumen reducido. El estudio de la absorción/desorción de H2 en uno de estos sistemas precisa tener en cuenta la termodinámica y la cinética del material así como los procesos de absorción/disipación de calor durante la reacción.
b) Simulación del proceso de absorción/desorción de H2 de una lámina delgada de un metal a partir de los cambios de transmitancia o reflectancia óptica del material cuando este pasa de metal a hidruro y viceversa. Para algunos materiales como el Mg esta transformación coresponde al paso de metal (Mg) a aislante (MgH2) por los que los efectos ópticos son particularmente intensos.
Si fuera posible el TFM, se completaría con medidas experimentales de cada uno de los casos abordados a fin de evaluar la calidad de las simulaciones.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 23
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: Conversión de energia solar a combustibles a través de celdas fotoelectroquímicas compuestas por materiales híbridos multifuncionales.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Durante el desarrollo del TFM se diseñarán y caracterizaran fotoelectrodos híbridos a partir de polímeros conjugados porosos y semiconductores inorgánicos. Se prepararán láminas delgadas a partir de estos materiales para el estudio de sus propiedades ópticas, electroquímicas y fotoelectroquímicas con el objetivo final de llevar a cabo reacciones de producción de hidrógeno y/o reducción de CO2 en celda fotoelectroquímica.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 24
Tutor/es: Juan Ramón Avilés Moreno (juan.aviles@uam.es) y Pilar Ocón Esteban (pilar.ocon@uam.es)
Centro: Departamento de Química Física Aplicada
Dirección: Ciudad Universitaria de Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Estudio teórico de la electroreducción de CO2 usando láminas de grafeno dopadas con metales de transición
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las superficies de grafeno dopado con metales de transición son interesantes para aplicaciones electrocatalíticas en la reducción
electroquímica del CO2 hacía compuestos orgánicos de alto valor añadido. En este trabajo, se propone un estudio teórico de la
electroreducción del CO2 a CH4, HCOOH, CO y/o CH3OH utilizando láminas de grafeno dopadas con uno o varios metales de
transición. La elección del metal(es), así como su posición en la lámina de grafeno determinará qué ruta de electroreducción se
verá favorecida. La simulación de estos materiales es compleja desde el punto de vista teórico y necesita la construcción de una
lámina lo suficientemente extensa para evitar los efectos de borde. Además, una correcta descripción de la correlación
electrónica (método de cálculo) y del espacio activo electrónico (base de cálculo) es crucial para la determinación de las
propiedades moleculares de interés. Asimismo, los términos de dispersión son cruciales en procesos de adsorción. Las cargas
naturales se analizarán para determinar los sitios más activos. Finalmente, se calcularán las energías de adsorción y las energías
libres de reacción de todas las etapas propuestas. Un cálculo preciso de dichas energías nos permitirá predecir qué metal(es)
son los adecuados para formar uno u otro producto de reacción.
Si las condiciones de acceso a los laboratorios lo permiten, los resultados podrán ser complementados con medidas experimentales.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 25
Tutor/es: Sergio Rojas (srojas@icp.csic.es) y Alavaro García (alvaro.garcia@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Química, ingeniería química o similar
Título: Caracterización de electrocatalizadores Fe/N/C para la ORR
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Trabajo experimental relacionado con el área de electrocatalizadores sin metales nobles para pilas de combustible de membrana polimérica el candidato se familiarizará con la síntesis de catalizadores y la medida de su actividad electroquímica en las reacciones de reducción de oxígeno mediante técnicas electroquímicas. Además, se familiarizará con las técnicas habituales de caracterización de estos materiales, fundamentalmente XPS, TEM/EDX, XRD, BET y medidas de cuantificación del número de centros activos basadas en quimisorción de gases como el CO y el NO.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 26
Tutor/es: Sergio Rojas (srojas@icp.csic.es) y Sergio Liuzzi (dalia.liuzzi@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en Química, ingeniería química o similar
Título: Síntesis directa de olefinas a partir de gas de síntesis proveniente de biomasa
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La síntesis de olefinas ligeras a partir del gas de síntesis proveniente de la biomasa es un tema de gran interés en el sector industrial El candidato se familiarizará con la síntesis de catalizadores para la transformación de gas de síntesis con un alto contenido en CO2 en olefinas bien a partir del proceso Fischer Tropsch o bien mediante la producción de metanol/etanol en el mismo reactor. El candidato se familiarizará con la síntesis de catalizadores, su caracterización fisicoquímica (XRD, BET, TEM...) y la medida de actividad catalítica en reactores de lecho fijo.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 27
Tutor/es: Riccardo Frisenda (riccardo.frisenda@csic.es) y Jose Ramon Ares Fernández (joser.ares@uam.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:
Título: Propepiades termoelectricas de dispositivos bidimensionales dibujados en papel
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Handwriting and/or drawing on a piece of paper with a pencil has become a routine daily task for thousands of millions of people around the world due to their mass production that led to ubiquity and reduced cost. These common household items have recently jumped out of the writing/drawing realm and have been employed to fabricate electronic devices. This has been motivated by the extremely low cost of paper substrates (paper ∼0.1 €m-2), its biodegradability and its potential to allow the fabrication of flexible and even foldable electronic devices.
The rough, fiber-based structure of paper, however, is a limitation in the fabrication of devices using conventional lithographic techniques developed to fabricate devices on silicon wafers by the semiconductor industry. Interestingly, the rough texture of paper allows for an unconventional deposition of films of van der Waals layered materials (such as graphite or molybdenite), simply by mechanical rubbing the material (in powder or crystalline form) on paper. The produced films show excellent optical and electrical properties.
In this project we aim to fabricate a plethora of thermoelectric devices based on different van der Waals materials that share the same layered structure.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 28
Tutor/es: Gema San Vicente Domingo (gema.sanvicente@ciemat.es) y Antonio Ávila (Antonio.avila@ciemat.es)
Centro: Unidad de Sistemas Solares de Concentración - Solar Concentrating Systems Unit
Dirección: Avda. Complutense 40
Localidad: Madrid (SPAIN)
Perfil del estudiante: químico, físico,
Título: RECUBRIMIENTOS ANTIRREFLECTANTES SOBRE VENTANAS DE CUARZO: preparación, caracterización y evaluación termodinámica en simulador solar.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La utilización de ventanas de cuarzo en los receptores volumétricos y de cavidad de los sistemas solares de receptor central (centrales de torre) reduce las pérdidas térmicas pero aumenta las pérdidas ópticas por reflexión. La aplicación de recubrimientos antirreflectantes (AR) en estas ventanas de cuarzo minimizará estas pérdidas y aumentará la eficiencia del sistema. Los recubrimientos AR de estos sistemas tienen que aguantar temperaturas de hasta 650ºC y fenómenos de abrasión de partículas en suspensión. En este trabajo se prepararán recubrimientos AR sobre sustratos de cuarzo mediante técnica sol-gel y se estudiará la resistencia a la abrasión de los mismos. Así mismo se estudiará la posible mejora del comportamiento termodinámico de un receptor volumétrico en presencia de una ventana de cuarzo sin y con el recubrimiento AR en simulador solar.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 29
Tutor/es: Angel Morales (angel.morales@ciemat.es) y Meryem Farchado (meryem.farchado@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid (SPAIN)
Perfil del estudiante: químico, físico
Título: RECUBRIMIENTOS ABSORBENTES SOBRE PARTÍCULAS PARA RECEPTORES DE LECHO FLUÍDO: preparación y caracterización óptica y térmica de recubrimientos absorben
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La utilización de receptores de lecho fluído en los sistemas solares de receptor central (centrales de torre) es una aproximación novedosa que está siendoestudiada en varios proyectos europeos. La aplicación de recubrimientos absorbentes sobre estas partículas para maximizar la captación solar es crítica para la eficiencia de estos sistemas. Las partículas de estos sistemas tienen que aguantar temperaturas de hasta 800ºC y fenómenos de abrasión entre las partículas en suspensión y con los conductos de recirculación. En este trabajo se prepararán recubrimientos absorbentes sobre las partículas mediante las técnicas sol-gel y electroless y se estudiarán las propiedades ópticas de las partículas y la estabilidad térmica del conjunto partícula absorbente.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 30
Tutor/es: rebeca marcilla (rebeca.marcilla@imdea.org) y REBECA MARCILLA (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 and electrochemistry would be ideal, but not mandatory.
Título: Síntesis de polímeros redox y su aplicación en baterías avanzadas
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:The quest to build safe, low-cost, sustainable, and large-scale electrochemical energy storage devices such as stationary / flow batteries feeds an ever-growing interest in pursuit of novel redox-active polymers (RAPs). To this end, numerous RAPs have been developed and effectively used as electrode materials in rechargeable batteries, of which, conjugated carboxylate-, imide- and quinone-based RAPs are particularly interesting. Recently, bioinspired polymers bearing quinones, catechols, phenazines, pteridine, etc. redox centres are gathering increasing interest due to their ultra-robust energy storage features including, high specific capacity, fast kinetics and tunable redox potentials.
In this context, through this project we aim to:
(1) Synthesize various vinyl monomers bearing pendant redox groups (quinone, catechol, etc.) and carry out their radical polymerization.
(2) Physico–chemical and electrochemical characterization of polymers using relevant analytical techniques.
(3) The synthesized polymers will be adapted either as positive or negative electrode materials to test in various battery configurations (Li / Zn+2/ Al+3-ion, all-polymer and flow batteries).
In the frame of different National and European projects, our unit at IMDEA ENERGÍA is consolidating research line in organic batteries, and constantly looking for students interested in organic synthesis and energy storage. As the outcome of this training, the student will get opportunity to learn about synthesis, characterization techniques, basics of electrochemistry, and batteryfabrication and testing.
Observaciones: horario de mañana o de tarde a concretar con el alumno o alumna2020-21
Propuesta de TFM Nº 31
Tutor/es: Prof Dr Dn David Martín y Marero (David.MartinyMarero@uam.es) y ()
Centro: Departamento de Física Aplicada
Dirección: Facultad de Ciencias
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”.2020-21
Propuesta de TFM Nº 32
Tutor/es: Elias Garcia Pereda (elias.garcia@gienergygroup.com) y Alvaro Martin Arevalo (alvaro.martin@geoter.es)
Centro: GEOTHERMAL ENERGY
Dirección: C/LANZAROTE 13 1ºA
Localidad: SAN SEBASTIAN DE LOS REYES
Perfil del estudiante:
Título: Proyecto integración de energías 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: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 33
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 perovskitas alternativas para células solares
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:EMPRESA: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID (ICMM), CSIC
TITULO: Preparación de perovskitas alternativas para células solares
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. Recientemente, y fruto de la investigación en este campo en los últimos 25 años, se han investigado células solares de bajo coste con eficiencias comparables a las de silicio, son las células solares basadas en perovskitas. El Trabajo Fin de Máster consistirá en la preparación de uno de los materiales de partida necesarios para la preparación de perovskitas alternativas las cuales poseerán propiedades optoelectrónicas innovadoras que podrán dar lugar a fabricar dispositivos solares eficientes y estables con nula toxicidad.
CONTACTO: Eva M. García Frutos, emgfrutos@icmm.csic.es
OBSERVACIONES: https://wp.icmm.csic.es/phbhmg/members/permanent-staff/eva-maria-garcia-frutos/
Observaciones: 2020-21
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 orgánicos poliméricos para células fotovoltaicas
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:TITULO: Preparación de semiconductores orgánicos poliméricos para células fotovoltaicas
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 poliméricos 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/
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 35
Tutor/es: Dooshaye Moonshiram (dooshaye.moonshiram@imdea.org) y Dooshaye Moonshiram (dooshaye.moonshiram@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Nanociencia
Dirección: Campus Universitario Cantoblanco, Calle Faraday,9
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Algunos conocimientos en Química Física o Espectroscopia
Título: Diseño de esquemas racionales para catalizadores de combustible solar abundantes
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Reemplazar los combustibles fósiles con fuentes de energía limpias y renovables es uno de los campos de investigación más prometedores que pueden proporcionar una solución a la crisis energética global del siglo actual. La perspectiva de utilizar hidrógeno como combustible ha motivado el descubrimiento y desarrollo de catalizadores que imitan la fotosíntesis artificial. Hoy en día, existe una gran actividad investigadora para sintetizar estos catalizadores, conocidos como catalizadores fotosintéticos artificiales. A pesar de los grandes esfuerzos para lograr la caracterización de estos catalizadores, existe una apremiante necesidad de correlacionar su estructura con su estabilidad y rendimiento.
En este trabajo de Master tiene como objetivos:
1) familiarizarse con los catalíticos actuales para realizar la fotosíntesis artificial,
2) estar en un entorno profesional de investigación,
3) caracterización de moléculas catalíticas utilizando herramientas espectroscópicas avanzadas, como por ejemplo la absorción y emisión de rayos X (XAS y XES), resonancia paramagnetica electrónica (EPR), y espectroscopia Raman,
4) también se aprenderá a utilizar programas de química cuántica para calcular espectros de absorción y compararlos con los obtenidos experimentalmente.
Dependiendo el progreso del estudiante, éste participará en los experimentos de caracterización en sincrotrones financiados por Calipso PLUS en los centros europeos y también se puede aprender a hacer cálculos teóricos para interpretar las medidas experimentales.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 36
Tutor/es: Javier Recio Cortés (javier.recioc@uam.es) y Pilar Herrasti González (pilar.herrasti@uam.es)
Centro: Departamento Química-Física Aplicada
Dirección: Calle Tomás y Valiente
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Síntesis de Catalizadores pirolizados de base carbono (M-N-C) para la reacción de reducción de oxígeno.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El diseño y síntesis de electrocatalizadores de bajo costo, eficientes y durables para electrolizadores y pilas de combustible, es uno de los principales retos para la comunidad científica en el campo de la conversión de energía. En estos dispositivos, una reacción clave es la reacción de reducción de oxígeno (ORR) que ocurre en los cátodos de las pilas de combustible, ya que es catalizada por materiales de base platino y otros metales nobles los cuales con caros y escasos, incrementando el costo del dispositivo e impidiendo la masificación de esta tecnología.
En este proyecto se plantea la síntesis y caracterización de materiales pirolizados de base carbono tipo M-N-C para su uso como catalizadores para la ORR. Los materiales se sintetizarán mediante pirólisis bajo atmósfera inerte utilizando biomasa y sales metálicas de hierro como precursores. Los materiales se caracterizarán mediante TEM, XPS y espectroscopía Mössbauer. El estudio electrocatalítico se llevará a cabo en medio ácido y básico mediante polarización lineal en disco rotatorio.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 37
Tutor/es: Enrique García-Quismondo Hernáiz (enrique.garcia@imdea.org) y Jesús Palma del Val (jesus.palma@imdea.org)
Centro: Instituto IMDEA Energía
Dirección: Parque Tecnológico de Móstoles, Avda. Ramón de la Sagra, 3
Localidad: Móstoles
Perfil del estudiante:
Título: Estudio de Compuestos Redox para la mejora del Comportamiento de Baterías de Flujo de Vanadio
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En este trabajo se propone abordar el uso de compuestos redox basados en estructuras poliméricas con propiedades electroquímicas para aumentar la capacidad de los electrolitos de las baterías de flujo de vanadio. Específicamente, se llevarán a cabo medidas electroquímicas y ensayos sobre prototipos de baterías de laboratorio que permitan evaluar el concepto.
El trabajo se llevará a cabo en colaboración con un estudiante de doctorado y en el marco de un proyecto del ministerio en el que participan empresas de ámbito energético.
Observaciones: Empezaría los trabajos lo antes posible. Se requiere que el trabajo experimental quede completado durante los 6 meses siguientes a la incorporación, salvo causa mayor justificada.2020-21
Propuesta de TFM Nº 38
Tutor/es: Jose-Ramón Ares Fernández (joser.ares@uam.es) y ()
Centro: Dpto. Física de Materiales M-4, Facultad de Ciencias, UAM
Dirección: C/Tomás y Valiente 7
Localidad: Cantoblanco, Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Influencia del estado de la superficie en el mecanismo de hidrogenación de películas ultra-finas de magnesio
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto presentado tiene como objetivo conocer en detalle el efecto del estado de la superficie del magnesio en la reacción de hidrogenación. Para ello se utilizarán nuevas técnicas de preparación de películas Mg/catalizador para inhibir la reactividad de la superficie magnesio así como técnicas caracterización óptica a nivel microscópico que permite observar “in situ” la reacción de hidrogenación/deshidrogenación a través de la transformación metal-aislante a diferentes temperaturas y presiones. Esas técnicas se complementarán con caracterizaciones estructurales, composicionales y morfológicas por medio de técnicas como XRD, SEM-FEG, FTIR y Raman.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 39
Tutor/es: Juan Bisquert (bisquert@uji.es) y ()
Centro: Insitut Universitari de Material Avançats, Universitat Jaume I
Dirección: Avinguda de Vicente Sos Banyat, s/n
Localidad: Castelló
Perfil del estudiante: Héctor Cruañes
Título: Propiedades dinámica de las perovskitas de haluro metálico
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las perovskitas de haluro metálico han formado en los últimos diez años una revolución en el campo de materiales para energía fotovoltaica, por su alto rendimiento (25%) en materiales que se prepararan por rutas químicas. Sin embargo, las perovskitas muestran una conducción iónica que altera significativamente las propiedades del semiconductor. Proponemos un estudio de las funciones de respuesta de dispositivos de perovskitas mediante espectroscopia de impedancia. Nuestro objetivo será dar una caracterización teórica y empírica de la respuesta de estos dispositivos, particularmente en la parte de baja frecuencia, que corresponde con largos tiempos de operación. Queremos entender y dominar los comportamientos exóticos de la perovskita, incluyendo los fenómenos de capacidad negativa.
Observaciones: Trabajo ya asignado a Héctor Cruañes2020-21
Propuesta de TFM Nº 40
Tutor/es: Joaquín Chacón Guadalix (joaquin.chacon@albufera-energystorage.com) y ()
Centro: Albufera Energy Storage S.L.
Dirección: Faraday 7
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Master Energías alternativas
Título: Procesos de fabricación avanzada de baterías Aluminio-ion
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto formativo pretende que el estudiante adquiera, en primer lugar, formación general en el campo del almacenamiento de energía, incluyendo el conocimiento de las diferentes tecnologías actuales y la tendencia de desarrollo futuro dentro de una organización empresarial dedicada al sector. Posteriormente, se pretende llevar a cabo una inmersión en el aprendizaje de las baterías electroquímicas como una de las tecnologías más adecuadas para diversos tipos de aplicaciones de almacenamiento, trabajando en la comprensión de las razones para ello en función de cada aplicación analizada. Todo ello se realizará en el marco de las iniciativas europeas del sector de las baterías encuadradas en las plataformas Batteries Europe, Battery 2030+ y en la Alianza Europea de Baterías, sin olvidar los trabajos llevados a cabo en España por parte de las organizaciones más relevantes implicadas.
Una vez conocido el panorama general, se trata de centrarse en una tecnología en desarrollo como es la de Aluminio-ion, entrando concretamente en los aspectos relacionados con su fabricación y, partiendo de los materiales y componentes, completar todo el proceso de producción, desde las materias primas hasta el producto terminado tipo celda, incluyendo la elaboración de la documentación que precisaría una unidad de producción (en inglés), es decir, descripción de procesos, especificaciones de materiales, controles de calidad, etc., con la vista puesta en la fabricación según os conceptos de industria 4.0.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 41
Tutor/es: Mª Nuria Sánchez Egido (nuria.sanchez@ciemat.es) y Emanuela Giancola (emanuela.giancola@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Licenciatura, Ingeniería, Arquitectura, Grado o equivalentes
Título: Acondicionamiento Térmico de Edificios: identificación de las estrategias de diseño a partir de la caracterización climática representativa
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El análisis de las variables climáticas y las condiciones de contorno, tal y como indica el SET-plan 3.2 de Distritos de Energía Positiva (PED) serán determinantes en la optimización de la demanda energética de los edificios mediante la aplicación de técnicas de acondicionamiento pasivo y activo, garantizando el confort térmico. Aunque existen clasificaciones climáticas a nivel global, la identificación de las estrategias pasivas y activas de diseño bioclimático, y el desarrollo de sistemas solares requieren una caracterización climática fiable y representativa de la climatología local.
En este estudio, se determinará el estado psicrométrico de Tabernas (Almería), cuantificándose el potencial de los recursos renovables disponibles. Se evaluará empíricamente la representatividad climática en esta zona, comparando los resultados monitorizados con bases de datos climáticas de referencia, identificando los patrones de cambio. Se compararán diferentes años de referencia generados mediante la aplicación de las principales metodologías estándar de cálculo. Estos resultados se pueden emplear para predecir el comportamiento energético de los edificios a largo plazo.
Asimismo, se llevará a cabo un análisis de la severidad climática de la zona mediante la utilización de un diagrama de Givoni. Y se optimizará el diseño bioclimático de los edificios en esta localización identificando las medidas de acondicionamiento para calefacción y refrigeración que aseguren el confort térmico en el interior.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 42
Tutor/es: Zaida Gabriela Díez Pallin (zdp@creara.es) y Zaida Gabriela Rizquez Aguado (ara@creara.es)
Centro: Creara
Dirección: Calle Marqués de Ahumada 5, 3ª planta, 28028 - Madrid
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Estudiante máster energía, background software y desarrollo
Título: Becario área Software y Telemedida
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las prácticas consistirán en la participación en un proyecto de implantación de un sistema de monitorización energética en remoto en una empresa multi-site con localizaciones repartidas por toda la península.
Las tareas a realizar incluirán desde la configuración y gestión de la plataforma de monitorización, la configuración en remoto de equipos hasta la elaboración y revisión de informes energéticos para empresa cliente. Así mismo, apoyará en tareas relacionadas con la gestión del cliente y preparación de entregables.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 43
Tutor/es: Elena Ferrandez Gonzalez (eferrandezgo@iberdrola.es) y ()
Centro: Iberdrola
Dirección: Calle Tomas Redondo 1
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Almacenamiento e hibridación de tecnologías
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:HIBRIDACIÓN:
• Identificación de oportunidades concretas de hibridación dentro del portfolio de activos operativos de Iberdrola.
• Recopilación datos históricos de producción de energía de las centrales operativas
• Adecuación de los datos existentes para su posterior análisis
• Análisis de los datos de producción de centrales existentes para buscar patrones de comportamiento pasados y desarrollar predicciones de comportamiento de las instalaciones a futuro
• Desarrollo y aplicación de modelos de negocio de hibridación en las áreas de interés para el Negocio de Renovables en base al análisis de datos realizado anteriormente para identificar nuevos productos y servicios dentro del Negocio de Energía Renovables.
• Análisis técnico, económico, de mercado y estratégico de las oportunidades identificadas.
• Soporte en la preparación de documentación relativa a la toma de decisión de los proyectos originados en el equipo.
ALMACENAMIENTO:
• Vigilancia tecnológica de las distintas tecnologías de almacenamiento energético
• Experiencia operativa de sistemas de almacenamiento: análisis de los datos de operación de las instalaciones operativas de baterías de Iberdrola Renovables
• Análisis técnico, económico, de mercado y estratégico de las oportunidades de almacenamiento identificadas dentro del portfolio de Iberdrola Renovables.
• Soporte en la preparación de documentación relativa a la toma de decisión de los proyectos originados en el equipo
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 44
Tutor/es: Ana Alcoceba Gómez (ana.alcoceba@audeca.es) y ()
Centro: AUDECA
Dirección: C/ Albasanz, 65, 4ª Planta, Edificio América III
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Estudio de la implantación de hidrógeno como combustible para un servicio de recogida de residuos y limpieza viaria
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los objetivos de este trabajo son:
• Analizar como se encuentra la producción actual de hidrógeno en el mundo y más concretamente en España
• Análisis del estado del arte de este combustible
• Análisis de riesgos
• Viabilidad de implantación en un servicio de recogida de residuos y limpieza viaria de la cual la adjudicataria actual es AUDECA, en concreto este servicio se realiza en Santa Margarita, Baleares. Para ello se tendrá especial atención en:
o Capacidad de transporte del hidrógeno hasta la isla.
o Posibilidad de producción in situ.
o Almacenamiento del hidrógeno.
o Uso de motores que funcionen a base de pila de hidrógeno en camiones, barredoras, furgonetas y coches, iguales o similares a los que están prestando el servicio en la actualidad.
o Presupuesto de la implantación.
o Analizar y comparar los resultados con otras alternativas tales como el gas natural comprimido (GNC) o la electricidad; en el aspecto ambiental, económico y social.
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 45
Tutor/es: Sergio Rojas (srojas@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 química/ingeniería química
Título: Síntesis directa de olefinas a partir de gas de síntesis de biomasa/Análisis tecno-económico de la producción de biocombustibles mediante BtL
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:- Investigación bibliográfica de los biocombustibles y procesos de obtención
- Análisis tecno-económico de distintos procesos
- Preparación de catalizadores por la técnica de impregnación a humedad incipiente
- Análisis de los catalizadores preparados con distintas técnicas de caracterización, como: reducción a temperatura programada (TPR), isotermas de adsorción-desorción de N2, difracción de rayos X (DRX), espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS)
- Medida de actividad catalítica de los catalizadores preparados en reactor tubular de lecho fijo, previo acondicionado de las muestras de catalizadores
- Análisis de los datos de actividad obtenidos con cromatografía de gases
Competencias genéricas: Procesos químicos - Ingeniería de las reacciones químicas - Reactores catalíticos - Química analítica - Técnicas analíticas
Competencias específicas: Capacidad de análisis - Escritura de memoria técnica
Observaciones: 2020-21
Propuesta de TFM Nº 46
Tutor/es: Jadra Mosa Ruiz (jmosa@icv.csic.es) y Ángel Triviño Peláez (a.trivino@icv.csic.es)
Centro: Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC)
Dirección: Calle Kelsen 5, Campus de Cantoblanco
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Químico; Ingeniero químico; Ingeniero de Materiales
Título: Síntesis a baja temperatura del conudctor protónico BaCe0.8Y0.2O2.9-δ dopado con halógenos sintetizado por el método sol-gel
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las pilas de combustible electrolizadoras que utilizan cerámicas conductoras de protones (SOEC) son tecnologías prometedoras y eficientes para la producción de valiosos productos químicos mediante la promoción de reacciones de hidrogenación/deshidrogenación. Debido a una constante de equilibrio muy alto para la hidratación, el cerato de bario dopado de yttrium, BaCe0.8Y0.2O2.9-δ (BCY20), presenta una de las conductividades de protones más altas a bajas temperaturas entre los óxidos cerámicos conductores de protones conocidos (por ejemplo, ∼10-3 S cm-1 a 400 ºC bajo atmósferas humidificadas, pH2O ∼ 10 x 2 atm). No obstante, BCY20 se descarta comúnmente para este tipo de aplicaciones debido a su escasa estabilidad química frente a los gases ácidos como el CO2 en condiciones típicas de funcionamiento del PCFC. Sin embargo, la estabilidad química puede mejorarse aún más en la incorporación de halógenos, reduciendo la basicidad de la perovskita. Empleando técnicas de sinterización convencionales y polvos, se requieren temperaturas alrededor de 1700 ºC para obtener pastillas cerámicos con suficiente densificación (> 95% de densidad relativa). Los métodos alternativos, como la síntesis de sol-gel, permiten la preparación de este electrolito a menor temperatura (≥700ºC) con mayor reactividad. Este trabajo está enmarcado en un proyecto del Plan Nacional activo. El TFM abarcará la síntesis por sol-gel del material, la caracterización estructural y la caracterización electroquímica del material y evaluación de la eficiencia en la pila de combustible electrolizadora.
Observaciones: Cambio de temática del TFM asignado a Diego Cusnir2020-21