2021-22
Propuesta de TFM Nº 1
Tutor/es: José Francisco Fernández Ríos (josefrancisco.fernandez@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Físico, Químico o Ingeniero
Título: Simulaciones de procesos de absorción/desorción de H2 en metales y comparación con medidas experimentales
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El trabajo propuesto se inscribe dentro del campo del hidrógeno como combustible limpio y eficiente. Se pretende realizar simulaciones numéricas de procesos de absorción/desorción de H2 en metales y comparar estas simulaciones con medidas experimentales realizadas en el laboratorio. 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 (a elegir uno) 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 hidruro 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.
El alumno elegirá uno de los dos problemas mencionados arriba comenzando por la realización de las simulaciones para posteriormente realizar los experimentos equivalentes y comparar los resultados obtenidos.
Palabras clave: Simulación mediante elementos finitos. Difusión de hidrógeno en metales. Transporte de calor en un sólido. Propagación de la luz en metales y aislantes. Reflectancia y Transmitancia óptica.
Observaciones: Si fuera posible lo ideal sería tener una primera reunión a lo largo de diciembre para fijar calendario y tema de trabajo y comenzar el trabajo en enero 22.2021-22
Propuesta de TFM Nº 2
Tutor/es: David Levy Cohen (David.Levy@icmm.csic.es)
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: Quimica, SW basico
Título: Caracterización de la matriz Sol-Gel nano-porosa para optimizar la sensibilidad en su respuesta como nanosensores ópticos.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Una de las ventajas más importantes del procesamiento sol-gel para preparar nuevos materiales en forma de recubrimiento ópticos (Thin-Films) 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 y sus propiedades funcionales tienen una influencia importante en la superficie efectiva sobre la cual se confinan moléculas fluorescentes que se incorporaran en un proceso posterior y que serán capaces de tener una respuesta óptica a un estimulo externo (sensor) específico. Se pretende optimizar el proceso de síntesis de los thin-films y controlar las propiedades estructurales para una mejor respuesta óptica de los nanosensores.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 3
Tutor/es: Olga Caballero Calero (olga.caballero@csic.es)
Centro: IMN-CSIC
Dirección: calle Isaac Newton 8
Localidad: Tres Cantos
Perfil del estudiante: Físico, Ingeniero,
Título: Materiales termoeléctricos nanoestructurados
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los materiales termoeléctricos, esto es, aquellos que pueden transformar energía térmica residual en energía eléctrica, es un campo de plena actualidad ya que, por un lado, ofrece una alternativa energética sostenible para recuperar energía perdida en forma de calor, y por otra, con la llegada de la nanotecnología, está viviendo un avance muy importante. Se ha demostrado que nano-estructurando materiales termoeléctricos se aumenta su eficiencia (que es lo que se busca conseguir para una aplicación más extensa de los mismos). En el seno del grupo FINDER, del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) estamos desarrollando un proceso para nanoestructurar materiales termoeléctricos por medio de su depósito en matrices porosas. El trabajo que proponemos es la caracterización de éstos materiales desde un punto de vista termoeléctrico (conductividad eléctrica, conductividad térmica, coeficiente Seebeck) para entender su comportamiento y proceder a la mejora del mismo.
El trabajo se realizará en el Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) de Tres Cantos.
Observaciones: Será un trabajo eminentemente experimental a realizar en las instalaciones del IMN-CNM, en Tres Cantos (línea de tren y autobús directas desde la UAM).2021-22
Propuesta de TFM Nº 4
Tutor/es: Roman Nevshupa (r.nevshupa@csic.es) y Jose Ramon Ares Fernández (joser.ares@uam.es)
Centro: IETCC-CSIC
Dirección: C/Serrano Galvache 4
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Física, química, ingeniería de materiales
Título: Nuevas rutas reaccionales triboquímicas para producción de hydrógeno: sistemas de EDAB-IL y catalizadores HER
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Tribochemical reactions are driven by mechanical energy (stress, shear, impact, etc.) and differ from conventional thermally activated chemical reactions. In ionic and complex hydrides tribochemical pathway was found to be efficient for fast hydrogen extraction at room temperature. However, ammoniaboranes were not susceptible to tribochemical dehydrogenation. On the other hand, the energy barrier for dehydrogenation of ammonia boranes such as EDAB can be noticeably decreased down to nearly 100º C using certain ionic liquids as solvents. The objective of this first project is to explore the possibility to drive hydrogen emission reactions in EDAB-ionic liquids systems at room temperature using mechanical solicitation (rubbing). The second project will be focused on understanding the chemical and catalytic synergy between sulfur and carbon in various MeS2-C and MeC-S systems. Such materials are promising candidates for HER catalysts. The objective is to explore the possibility to further enhance the catalytic activity using mechanical solicitation. In both projects, an original technique of operando mass-spectrometry linked to a dynamic gas expansion system and a zero-emission ultrahigh vacuum friction cell will be used. The study will be accompanied by exhaustive surface characterization of the materials and surfaces using ATR-FTIR, microRaman-Confocal, XPS, and other relevant techniques including electrochemical and triboelectrochemical impedance spectroscopy.
Observaciones: Los proyectos tienen un carácter de exploración científica y pueden desarrollarse en correspondientes tesis doctorales.2021-22
Propuesta de TFM Nº 5
Tutor/es: Cristina Vicente Manzano (cristina.vicente@csic.es)
Centro: Instituto de Micro y Nanotecnología-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IMN-CSIC)
Dirección: C/ Isaac Newton 8. PTM
Localidad: Tres Cantos
Perfil del estudiante: Físico, químico o ingeniero
Título: Caracterización de polímeros como enfriadores radiativos
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.
Este proyecto se basa en la caracterización de distintos polímeros como enfriadores radiativos. El enfriamiento radiativo es el proceso por el cual un cuerpo pierde calor por radiación térmica, de modo que aprovecha el frío extremo del espacio exterior para enfriar el planeta, y a su vez puede enviar radiación de la luz solar hacia el vacío del espacio.
En un primer lugar, se desarrollará la caracterización a nivel estructural, morfológico, y de sus propiedades ópticas tanto en el visible como en el infrarrojo de distintos polímeros con el fin de utilizarlos como enfriadores radiativos. En segundo lugar, se caracterizarán sus propiedades como enfriadores radiativos, temperatura máxima de enfriamiento y potencia máxima de enfriamiento, controlando las condiciones atmosféricas con la ayuda de una estación atmosférica. El candidato en cuestión obtendrá conocimientos en cuando a la caracterización de distintos polímeros para el ahorro de energía mediante la disminución de la temperatura.
El trabajo se realizará en el Instituto de Micro y Nanotecnología-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IMN-CSIC) de Tres Cantos.
Observaciones: No dudéis en contactarme si queréis venir a ver el laboratorio y que os explique más sobre el trabajo a realizar2021-22
Propuesta de TFM Nº 6
Tutor/es: Miguel Algueró Giménez (malguero@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: 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:Los materiales cerámicos y poliméricos piezoeléctricos 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.
Los proyectos están concebidos como una iniciación a la investigación en materiales electroactivos, en concreto para transducción piezoeléctrica y magnetoeléctrica, e introducción a las tecnologías de recuperación de energía. Contemplan el desarrollo de un nuevo material compuesto bajo diseño, incluyendo su procesado, así como su caracterización estructural y microestructural, y de sus propiedades orientada a su aplicación en recuperación de energía.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 7
Tutor/es: Inés García Benito (ingarc10@ucm.es)
Centro: Instituto IMDEA Nanociencia
Dirección: Campus Universitario Cantoblanco, Calle Faraday,9
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Se requiere formación en química, física o ingeniería. Se valorará conocimientos de inglés y responsabilidad.
Título: Estudio de la influencia de la composición de la perovskita en el dispositivo fotovoltaico
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto de investigación que se oferta, se desarrollará en el laboratorio de fotovoltaica de IMDEA nanociencia, y permitirá la elaboración del trabajo fin de master del master en Energías y Combustibles para el futuro de la Universidad Autónoma de Madrid, curso académico 2021-2022.
El objetivo fundamental del mismo será explorar diferentes composiciones de precursores de la perovskita y estudiar su impacto en la funcionalización del dispositivo solar. Para ello, se emplearán diferentes cationes orgánicos, modificando su proporcionalidad y dimensionalidad. Se caracterizarán las principales propiedades del material resultante y su comportamiento fotovoltaico. Como parte del proyecto, el mismo estudiante preparará el material de la perovskita con sus distintas variantes y aprenderá a fabricar células solares. Por último, se buscará el determinar qué composición y dimensionalidad de la capa activa, principal absolvedora de luz, es mejor en términos de novedad, eficiencia y estabilidad. Además, se incorporarán elementos novedosos en la estructura del dispositivo con el fin de mejorar su funcionamiento.
Observaciones: El proyecto se desarrollará en el laboratorio de fotovoltaica de IMDEA nanociencia.
El estudiante recibirá una formación especializada en células de aprovechamiento de luz solar (a escala de laboratorio será con simulador solar) en concreto aquellas basadas en perovskita. Se comenzará con una introducción de lo publicado en literatura científica y por parte del grupo en este campo. Posteriormente, el estudiante desarrollará la parte experimental incluyendo el manejo de técnicas de deposición como el spin coating, equipos de atmosfera controlada como la caja de guantes, simulador solar, etc. Al tratarse de un proyecto de investigación, se incluirán novedades que enriquezcan el estudio en la medida de lo posible.2021-22
Propuesta de TFM Nº 8
Tutor/es: María del Carmen Morant Zacarés (c.morant@uam.es) y Celia Polop Jorda (celia.polop@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante:
Título: Estudio en la nanoescala de las propiedades mecánicas de nanocomposites utilizados como electrodos de baterías de iones de Li (LIBs)
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En la actualidad, las baterías de ion Li (LIBs) son las baterías recargables más ampliamente utilizadas en la electrónica portátil. El desarrollo de este tipo de baterías constituye un punto clave en la implementación de nuevos modelos energéticos para la mejora ambiental. Aunque las LIBs vigentes en el mercado han logrado alcanzar un buen rendimiento, se necesitan ciertos avances para poder ser utilizadas en aplicaciones de alta potencia. Un problema por resolver es el deterioro de los electrodos debido a las tensiones que se generan durante los procesos de carga-descarga de la batería. El objetivo de esta propuesta de Trabajo Fin de Máster es el estudio de las propiedades mecánicas en la nanoescala de diferentes materiales utilizados como electrodos.
En este estudio nos centraremos en los ánodos compuestos de nanomateriales 2D de calcogenuros metálicos basados en Ga (GaX con X=S, Se) y nanotubos de carbono que se añaden para aumentar la conductividad de los nanocomposites. También estudiaremos cátodos de referencia como el LCO. Los electrodos se fabricarán en el laboratorio y se caracterizarán previamente por: SEM, TEM y RXD. Seguidamente, las propiedades mecánicas tales como el módulo elástico, adhesión, dureza y la fricción serán estudiadas en la nanoescala mediante el uso del Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM). Las propiedades eléctricas también se caracterizarán en la nanoescala con el AFM.
Los electrodos con mejores propiedades podrán ser usados en baterías tipo botón que se ensamblarán en una caja de guantes (con atmósfera inerte, libre de agua y oxígeno).
Observaciones: La estudiante Miriam Fernández-Cuartero ha mostrado su interés en realizar este TFM2021-22
Propuesta de TFM Nº 9
Tutor/es: Felix Juan Zamora Abanades (felix.zamora@uam.es) y David Rodriguez San Miguel (david.rodriguezs@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Ingeniero Químico
Título: Preparación y caracterización de nuevos materiales bidimensionales
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Se van a optimizar procesos de preparación de coloides de diversos materiales 2D generados mediante procesos de exfoliación en fase líquida y su implementación para ajustar parámetros que permitan optimizar el proceso de recubrimiento de fibras de espesor micro y nano-métrico para generar nuevos materiales funcionales. El trabajo tiene como objetivo utilizar disolventes verdes (ej. agua, alcoholes, ...,), o mezclas de ellos.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 10
Tutor/es: Eva Maria Garcia Frutos (emgfrutos@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: Quimico, Ingeniero
Título: Preparación de moléculas orgánicas para dispositivos electrónicos y su estudio mediante microscopia de fuerzas atómicas
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El plan de trabajo del trabajo del fin de master contiene tanto aspectos preparativos de síntesis como de caracterización físico-química de los materiales. En un primer momento, se realizará la síntesis de distintos tipos de moléculas orgánicas. Posteriormente, se caracterizarán dichas moléculas mediante diferentes equipos y técnicas de caracterización tanto básicas (IR, UV-Vis, Raman, RMN, Espectrometría de masas) como avanzadas (rayos X de polvo y de monocristal, SEM, TEM). Finalmente, se realizará un estudio más profundo mediante la técnica de caracterización por microscopía de fuerzas (AFM). Se aprenderá el manejo e interpretación de microscopios AFM al aire, intercambio de puntas, ajuste, modos de medida... Se aplicarán el aprendizaje a muestras patrón, redes de difracción, mica, grafito y posteriormente se realizará el estudio de las diferentes moléculas sintetizadas.
Observaciones: Información del grupo y de la tutora : https://wp.icmm.csic.es/phbhmg/members/permanent-staff/eva-maria-garcia-frutos/
Información del centro de investigación: https://www.icmm.csic.es/es/2021-22
Propuesta de TFM Nº 11
Tutor/es: Javier Recio Cortés (javier.recioc@uam.es) y Jorge Sánchez Marcos (jorge.sanchezm@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Grado en Química o Ingeniería Química.
Título: Síntesis de Catalizadores de bajo costo para la sustitución de metales nobles como catalizadores en pilas de combustible (H2/O2)
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:En presente proyecto se centra en la síntesis, caracterización y evaluación de la actividad catalítica de nuevos materiales de base carbono dopados con metales de transición de bajo costo, para su uso como catalizadores en la reacción de reducción de oxígeno en los cátodos de pilas de combustible.
La síntesis se llevará a cabo mediante un proceso de pirólisis a altas temperaturas bajo atmósfera inerte. Se incorporarán metales de transición como hierro/cobalto para aumentar la actividad catalítica del material de base carbono. La caracterización se llevará a cabo mediante TEM, XPS, DRX y espectroscopía Mössbauer. La actividad catalítica se evaluará en medio ácido a temperatura ambiente. Se buscará relacionar la actividad catalítica con parámetros estructurales y composicionales de los catalizadores.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 12
Tutor/es: Esperanza Ruiz Martínez (esperanza.ruiz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en Química, Ingeniero Químico, Ingeniero Industrial
Título: Desarrollo y estudio de viabilidad técnica del proceso de obtención de gasolinas por hidroisomerización catalítica de naftas pesadas (C7-C9) derivadas de licuefacción o pirólisis de residuos biomásicos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo y optimización de nuevos catalizadores y del proceso de obtención de gasolinas vía hidroisomerización catalítica de naftas pesadas (C7-C9) derivadas de licuefacción o pirólisis de residuos biomásicos.
Se pretende dotar al alumno de formación práctica en el ámbito de la Ingeniería de la Energía aplicada al procesado y mejora de combustibles sostenibles y su introducción a la investigación en el campo de la valorización de naftas de licuefacción o pirólisis de residuos biomásicos a gasolinas, a través de su colaboración en:
- Diseño y preparación de nuevos catalizadores de hidroisomerización catalítica mediante técnicas de impregnación húmeda o co-precipitación.
- Desarrollo de métodos de activación del catalizador por estudio del efecto de la temperatura, tiempo y composición del gas de pre-reducción.
- Montaje y puesta a punto instalación experimental.
- Estudios experimentales de hidroisomerización catalítica de naftas pesadas (C7-C9) a diferente temperatura, presión, velocidad espacial y razón H2/hidrocarburo para identificación del catalizador y de las condiciones de operación más adecuadas.
- Caracterización fisicoquímica de los catalizadores (antes y después de calcinación, pre-reducción y/o ensayo) mediante Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopía de fotoemisión de rayos X (XPS), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM-EDS), BET, Termogravimetría, Reducción a Temperatura Programada (TPR), Desorción a temperatura programada (TPD), etc., con vistas a optimizar los procedimientos de preparación y activación del catalizador e identificar posibles fenómenos de desactivación.
- Análisis de resultados y redacción de informe con principales conclusiones en cuanto a la viabilidad técnica del proceso.
Observaciones: El Trabajo Fin de Máster se llevará a cabo en el marco de dos proyectos de investigación, Hycon y Retoprosost-2, financiados por la Unión Europea y la Comunidad de Madrid, respectivamente, encuadrados en la línea de investigación de obtención de combustibles renovables y sostenibles a partir de residuos.
Los objetivos y el contenido del trabajo propuesto garantizan que el Trabajo Fin de Master cumpla con los requisitos académicos y calidad exigidos para su presentación y defensa.2021-22
Propuesta de TFM Nº 13
Tutor/es: Juan Manuel Coronado Carneiro (jm.coronado@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería química o de la energía; interés investigación aplicada en energía y materiales
Título: Desarrollo de materiales conformados para almacenamiento termoquímico de energía solar térmica
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Actualmente, la mayor ventaja competitiva de las centrales solares térmicas es su capacidad de almacenar calor de forma asequible y emplearlo para producir electricidad cuando no luce el sol. Se espera que una nueva generación de plantas solares pueda incrementar su eficiencia trabajando a mayor temperatura, pero para ello será necesario desarrollar nuevos materiales capaces de operar en esas condiciones. Entre los sistemas propuestos, destacan los óxidos redox de metales abundantes (Ca, Fe y Mn), que ya han demostrado su eficacia en el laboratorio. Además algunos de estos materiales también puede utilizarse en ciclos termoquímicos para la producción de combustibles solares como el hidrógeno o el gas de síntesis, aumentando la versatilidad de los procesos termosolares. En este proyecto de TFM se pretende avanzar en la escalado de estos óxidos redox desarrollando materiales conformados y estudiando en detalle su comportamiento y estabilidad mediante diversas técnicas específicas de análisis.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 14
Tutor/es: Fabrice Leardini (fabrice.leardini@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Química, Física, Ingeniería Química
Título: Crecimiento de capas ultradelgadas de disulfuro de molibdeno para la obtención de hidrógeno mediante electrolisis de agua
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El uso de materiales bidimensionales en el campo de la electrocatálisis y de la fotocatálisis para la obtención de hidrógeno mediante (foto-)electrolisis de agua ha despertado un gran interés recientemente [1]. Por este motivo se investigan nuevos métodos de crecimiento de este tipo de materiales con buena homogeneidad a gran escala. En este trabajo se propone crecer láminas ultradelgadas de disulfuro de molibdeno mediante deposición química en fase vapor. Las muestras obtenidas se caracterizarán mediante espectroscopía micro-Raman, fotoluminiscencia y espectroscopias de reflectancia y de transmitancia UV-visible. Finalmente se caracterizarán las propiedades electrocatalíticas de las muestras obtenidas mediante el uso de técnicas electroquímicas (voltametría cíclica, cronoamperometría, impedancia electroquímica, etc.) en medio ácido. Se pretende variar los parámetros de crecimiento para obtener capas con espesores variables y una alta densidad de defectos, creando así un mayor número de sitios catalíticamente activos en la superficie de las muestras. El objetivo final es obtener materiales que puedan ser usados como cátodos para la obtención de hidrógeno mediante electrolisis de agua.
[1] Jun Di, Cheng Yan, Albertus D. Handoko, Zhi Wei Seh, Huaming Li, Zheng Liu, “Ultrathin two-dimensional materials for photo- and electrocatalytic hydrogen evolution”, Materials Today, 21 (2018) 749-770
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 15
Tutor/es: Fernando Mota García (fernando.mota@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero o Físico
Título: Estimación de dosis residuales en la celda de irradiacion de IFMIF-DONES, durante el periodo de mantenimiento.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:IFMIF DONES es una fuente de neutrones para la irradiacion de materiales candidatos a ser utilizados en las paredes de los futuros reactores de Fusion Nuclear. Forma parte de la Hoja de Ruta europea hacia la energía de Fusión. Se trata de una gran instalacion, con unpresupuesto aproximado de construccioón de 600 M€ que España ha propuesto emplazar en Granada.
EL TFM propuesto tiene como objetivo realizarc cálculos de dosis de radiacion ionizante en la celda de irradiación de IFMIF-DONES que es debida a la activación de los componentes de la misma, después de 1 año de operación. Para ello se utilizarán códigos de Monte Carlos como el MCNP y la metodología R2S para el cálculo de la fuente gamma debido a la activación.
Observaciones: CIEMAT tiene un programa de becas predoctorales orientado a graduados que han finalizado su master.2021-22
Propuesta de TFM Nº 16
Tutor/es: Gema San Vicente Domingo (gema.sanvicente@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Químico preferentemente
Título: Tratamientos anti-ensuciamiento para cubiertas de vidrio solares
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La aplicación de recubrimientos anti-ensuciamiento para ahorrar costes de operación y mantenimiento en las planta solares esta recibiendo gran interés. Las cubiertas de vidrio normalmente tienen en sus dos caras un recubrimiento antirreflectante para minimizar perdidas ópticas. Este recubrimiento es poroso y muy reactivo atrayendo la suciedad y polvo. En este trabajo fin de master se estudiará el efecto de aplicar tratamientos anti ensuciamiento directamente solo sobre una cara del vidrio, mediante dip coating o exposición a vapores de reactivos, teniendo recubrimiento antirreflectante por el lado interno. Se hará la caracterización óptica mediante medidas de transmitancia, se evaluará su capacidad de evitar el ensuciamiento, su resistencia a la humedad mediante ensayos en cámara de envejecimiento acelerado y a la erosión.
Observaciones: El trabajo se realizará en los laboratorios del CIEMAT.2021-22
Propuesta de TFM Nº 17
Tutor/es: Prof Dr Dn David Martín y Marero (david.martinymarero@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Físicos, Químicos e 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: Se impartirá la formación elemental necesaria para la realización del Trabajo de Fin Máster, a aquellas alumnos que carezcan de los conocimientos básicos de simulaciones mediante la Teoría del Funcional Densidad.2021-22
Propuesta de TFM Nº 18
Tutor/es: Manuel López Granados (mlgranados@icp.csic.es)
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: Nuevos procesos catalíticos para la valorización de biomasa lignocelulósica a monómeros renovables
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El estudiante realizará el TFM en una de la líneas de investigación del grupo, concretamente en \"Nuevos procesos catalíticos para obtener monómeros renovables desde la biomasa\". Su actividad irá fundamentalmente dirigida a cuantificar la actividad, selectividad y estabilidad de una serie de catalizadores activos en reacciones de interés para el grupo al que se incorpora. Asímismo, en función de las necesidades derivadas de su trabajo, el estudiante podría también realizar actividades de preparación y caracterización de catalizadores con técnicas químico-físicas disponibles en el ICP.
Desde el punto de vista formativo, el estudiante se familiarizará con el manejo de reactores tipo batch y/o reactores en continuo y con técnicas analíticas cromatográficas (HPLCy/o GC) utilizadas en la determinación de las propiedades catalíticas. También podría adquirir conocimientos generales de técnicas de caracterización de sólidos. Los resultados obtenidos serán presentados por parte del alumno y discutidos en las reuniones de grupo que se celebran semanalmente (si la emergencia sanitaria no lo impide).
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 19
Tutor/es: Rafael Mariscal López (r.mariscal@icp.csic.es)
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: Producción de monómeros a partir de biomasa mediante catálisis heterogénea
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El empleo de plásticos es generalizado en las sociedades actuales, pero su degradación presenta un enorme problema para nuestros mares y océanos. Una vía para mitigar este problema es la producción de bioplásticos, los cuales proceden de la biomasa lignocelulosa que no compite con la alimentación humana y animal. En este contexto, el presente TFM aborda el reto de la transformar la biomasa lignocelulósica a monómeros, precursores mediante polimerización de los bioplásticos, de manera viable y competitiva con respecto a los procesos procedentes del petróleo.
El presente TFM es desde el punto de vista formativo bastante completo porque va a tratar de alguna manera los tres aspectos fundamentales de la catálisis heterogénea: (i) Medidas de actividad catalítica que se llevarán a cabo en un sistema de reacción apropiado, donde previamente su puesta a punto junto con la del sistema de análisis de los productos de reacción será abordada. Esto permitirá conocer las propiedades catalíticas (conversión, selectividad y estabilidad) de nuestros materiales catalíticos e identificar el que mejor comportamiento presenta; (ii) Preparación de catalizadores heterogéneos a ser ensayados en la reacción(es) de interés. La relevancia del método y sus variables puede ser muy importante en su posterior comportamiento catalítico por lo que serán estudiadas y optimizadas; y (iii) Caracterización de los catalizadores, se van a someter a su estudio por una amplia gama de técnicas fisicoquímicas con objeto de explicar su comportamiento catalítico, esto nos permitirá establecer una relación estructura-actividad y en consecuencia preparar catalizadores mejorados.
Observaciones: El Instituto de Catálisis y Petroleoquímica se encuentra ubicado en el Campus de Cantoblanco de la UAM, al lado de la Facultad de Derecho.2021-22
Propuesta de TFM Nº 20
Tutor/es: Fernando Arranz Merino (fernando.arranz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Preferentemente con conocimientos de mecánica de fluidos
Título: Optimización del sistema de refrigeración del beam dump de LIPAc
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:el trabajo se estructura en los siguientes pasos: - Análisis de funcionamiento del sistema de refrigeración - Simulacion de operación en distintos modos. - Optimización de operación para minimización de consumo energético. - Propuesta de modificaciones en el diseño actual del sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del beam dump de LIPAc está actualmente compuesto por un sistema autoportante con la mayor parte de los equipos, un lazo de tuberías y la conexión al beam dump, donde en funcionamiento contínuo recibe 1.12 MW de potencia. El lazo frío del sistema de refrigeración lleva la carga térmica a unas torres de refrigeración exteriores. El sistema tiene actualmente cuatro modos de funcionamiento, según cual se esté utilizando entran en funcionamiento una de las dos bombas con variador de frecuencia disponibles. Las temperaturas de funcionamiento están limitadas por requisitos de operación del conjunto. El conjunto incluye un sistema de tratamiento de agua para mantener en valores controlados la cantidad de oxígeno disuelto, el pH y la conductividad del agua. El TFM comenzaría con un análisis de un equipo existente, estudiando la función de cada elemento y la potencia necesaria para su operación. El siguiente paso debería ser una simulación numérica de la operación que permita evaluar la contribución al gasto energético total de cada uno de los elementos. Teniendo en cuenta los requisitos de funcionamiento de la instalación se debe proponer una optimización del contol de funcionamiento. Por último se propondrán y justificarán modificaciones en equipos y procedimientos de operación.
Observaciones: En estudiante adquirirá conocimientos básicos de equipos para instalaciones de investigación en fusión2021-22
Propuesta de TFM Nº 21
Tutor/es: Alicia Castro Lozano (a.castro@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: Se requieren conocimientos de ciencia de materiales, síntesís por estado sólido y alguna experiencia de trabajo en laboratorio.
Título: Síntesis y procesado mediante mecanosíntesis y Spark Plasma Sintering para la obtención de materiales multiferroicos magnetoeléctricos en capas: fases únicas
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los materiales magnetoeléctricos desarrollan una polarización eléctrica linealmente proporcional a un campo magnético aplicado, y una imanación lineal en respuesta a un campo eléctrico. Son materiales facilitadores esenciales para un abanico de nuevas tecnologías. Los multiferroicos magnetoeléctricos son compuestos que presentan simultáneamente ferroelectricidad y ferromagnetismo, y que son susceptibles de exhibir no solo coeficientes magnetoeléctricos significativos, sino también conmutación magnetoeléctrica. La actividad investigadora propuesta se centra en el estudio de fases únicas multiferroicas, y/o multiferroicas magnetoeléctricas, potencialmente capaces de facilitar las tecnologías anticipadas. En este Trabajo Fin de Master se pretende investigar una de las aproximaciones más innovadoras entre las recientemente propuestas: los óxidos con estructura perovskita en capas multiferroicos. Se plantea el diseño químico, preparación, y caracterización de nuevos compuestos con estructura tipo Aurivillius, de fórmula general (Bi2O2)(Am-1BmO3m+1). En concreto, se propone investigar un nuevo concepto de diseño orientado a obtener altas concentraciones de cationes magnéticos.
Las fases Aurivillius son materiales fuertemente anisotrópicos, por lo que su procesado cerámico implica orientación cristalográfica preferente, frecuentemente acompañada de degradación microestructural. En esta propuesta se pretende investigar la técnica de Spark Plasma Synthesis and Sintering, en combinación con procesos mecanoquímicos, como medio de preparación de cerámicas con muy alta densificación y microestructura controlada. Este procedimiento tiene el potencial de convertirse en un proceso industrial de bajo impacto ambiental, con emisiones reducidas y alta eficiencia en relación con las materias primas.
Observaciones: Se ofrece una aproximación al desarrollo de una línea de investigación en ciencia de materiales y química de estado sólido, con la posibilidad de obtener resultados publicables.2021-22
Propuesta de TFM Nº 22
Tutor/es: Edilberto Sánchez González (edi.sanchez@ciemat.es)
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 inestabilidades electrostáticas en TJ-II
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: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 23
Tutor/es: Ángel Morales Sabio (angel.morales@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Químico, físico, ingeniero
Título: RECUBRIMIENTOS ABSORBENTES SOBRE PARTÍCULAS PARA RECEPTORES DE LECHO FLUÍDO
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 siendo estudiada 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: TFM enfocado a la investigación con fuerte carga de trabajo experimental para la preparación y caracterización de materiales absorbentes solares2021-22
Propuesta de TFM Nº 24
Tutor/es: Jesús Ricote Santamaría (j.ricote@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: Preferentemente Grado en Físicas o Ingeniería 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 BiFeO3 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 BiFeO3 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 o la 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: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 25
Tutor/es: Edgar Leon Gutierrez (edgar.leon@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Cc Fisicas, Quimicas, Ingeniería
Título: Caracterización mecánica de materiales estructurales para reactores de Fusión
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los futuros reactores de fusión deberán construirse con materiales capaces de resistir condiciones de trabajo muy exigentes. En la actualidad, muchos de estos materiales están todavía en fase de desarrollo o validación. El trabajo propuesto se desarrollará en el Laboratorio Nacional de Fusión (CIEMAT) y consistirá en la caracterización mecánica de Aceros de Baja activación (RAF), Aceros ODS y otros materiales metálicos estructurales de interés en fusión, dentro del programa europeo de fusión (EUROFusion)
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 26
Tutor/es: Belit Garcinuño Fernández (belit.garcinuno@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Cc Fisicas, Quimicas, Ingeniería
Título: Caracterizacion experimental de un permeador contra vacío para la extracción de isótopos de hidrógeno de litio-plomo en circulación
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:One of the technologies for the tritium extraction from the lithium-lead in future breeding blankets is the permeation against vacuum (PAV). This promising technique is based on the permeation of tritium through a permeable membrane due to the pressure gradient stablished across it. The PbLi circulates inside a channel made of this membrane and vacuum is performed in the outside to guarantee the gradient. A PAV prototype has been constructed with vanadium membranes and upon its installation in the PbLi loop CLIPPER it will be characterized in a wide range of temperatures (350-550ºC), PbLi flows (0.2-4 l/s) and H/D concentrations.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 27
Tutor/es: Belit Garcinuño Fernández (belit.garcinuno@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Cc Fisicas, Quimicas, Ingeniería
Título: Desarrollo de un sensor electroquímico para monitorizacion del hidrógeno en metales líquidos
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:One of the challenging aspects in the fusion field is the monitoring of hydrogen isotopes in flowing liquid metals (PbLi, Li). There are no commercial sensors able to work in the liquid metal field thus a development of new approaches is required. An electrochemical sensor based on a capsule containing the reference electrode and the counter electrode is proposed. The principle of operation is based on the potentiometric measure of the open circuit potential (OHP) also called electromotive force (EMF). This approach consist on measuring the potential difference between two electrodes; a) the reference electrode -which potential is fixed, well-known and stable- and b) the counter electrode in direct contact with the H-species solved and dispersed in the liquid metal. Therefore, the potential measure is related with the activity of this species in liquid metal by the Nerst’s equation (EMF = -RT/nF) ln (CLiq. Metal/Cref.). The material of the capsule should be carefully selected to withstand the operational conditions (temperature, corrosion caused by the liquid metal). The development of a sensor to be experimentally characterized is foreseen.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 28
Tutor/es: Iván Calvo Rubio (ivan.calvo@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Física, Ingeniería
Título: Simulaciones del transporte turbulento en stellarators
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Thermonuclear fusion and its success as alternative energy source relies on achieving tolerable levels of heat transport losses out of the confined plasma. In present day experiments, these losses are to a big extent attributed to the turbulent processes associated to fluctuations of the plasma electromagnetic fields with characteristic spatial scale of the order of the Larmor radius of the plasma species. The theoretical framework for the study of these fluctuations is gyrokinetic theory. Calculation of the transport driven by gyrokinetic turbulence requires numerical simulations performed in High Performance Computing (HPC) platforms. The relatively simple geometry of
axisymmetric tokamaks has permitted a fast development of theory and numerical codes, and their experimental validation. However, the intrinsically three-dimensional geometry of stellarators leads to specific difficulties and a comparatively much slower progress of this field. The aim of the present master thesis project is to study the gyrokinetic instabilities present in stellarator plasmas and the turbulent transport that they produce. In particular, the impact of different plasma and magnetic field geometry parameters on turbulent transport will be investigated, and their potential for the design of future stellarators with reduced turbulence will
be explored. The main numerical tool that will be used in this project is the gyrokinetic code stella. Simulations will be performed for the geometry of the stellarators Wendelstein 7-X (Greifswald, Germany) , LHD (Toki, Japan) and TJ-II (Madrid, Spain). Interest of the candidate in theory and numerical simulations is highly recommended.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 29
Tutor/es: Isabel Jiménez Ferrer (isabel.j.ferrer@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante:
Título: Síntesis y caracterización de trisulfuros de Ti, Zr y Nb por CVD para dispositivos de conversión de energía.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo de este trabajo fin de máster es sintetizar TiS3, ZrS3 y NbS3 por la técnica de deposición química en fase vapor en flujo de azufre buscando las condiciones óptimas de preparación. Una vez sintetizados se investigará su estructura cristalina mediante difracción de rayos X, su composición, su morfología, sus propiedades ópticas y de transporte. Se compararán sus propiedades con las del material sintetizado en el mismo laboratorio por otros métodos y se determinará su adecuación para ser utilizado en dispositivos termoeléctricos.
El trabajo experimental se llevará a cabo principalmente en los laboratorios del Grupo MIRE en la 2ª planta del módulo 4 de la Facultad de Ciencias y se hará uso de técnicas de caracterización del Servicio Interdepartamental de investigación localizado también en la Facultad de Ciencias.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 30
Tutor/es: José Olivares Villegas (jose.olivares@csic.es) y Gastón García López (gaston.garcia@uam.es)
Centro: Instituto de Optica, CSIC y Centro de Microanálisis de Materiales, UAM
Dirección: CMAM, C/Faraday nº3
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado Física, Ingeniero
Título: Procesado y caracterización de materiales ópticos para aplicaciones en energía mediante irradiación con iones de de alta energía y pulsos láser
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Los iones pesados de alta energía (hasta 50 MeV) disponibles en el CMAM (www.cmam.uam.es) permiten generar, en la mayoría de los materiales de interés tecnológico, diversos patrones de procesado/daño causados por la elevada densidad de energía (hasta unos 15 keV/nm) depositada por los iones a lo largo de sus trazas de propagación. Esta elevada excitación genera desde defectos puntuales hasta amorfización selectiva. El patrón de procesado/dañado se puede “sintonizar” para producir, desde 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 estudiará la aplicación del conocimiento previo y el desarrollo instrumental pertinente de control de energía y forma del haz de iones para materiales de interés fotónico para áreas de energía como materiales para fusión (zafiro, silice, diamante) y/o materiales para energías renovables Los materiales así irradiados se caracterizan por tener nuevas propiedades, incluyendo y destacando las propiedades ópticas en las que trabaja nuestro grupo,y que pueden ser relevantes en el área de Materiales para Energía.
Se estudiarán sinergias de daño con pulsos láser de fs disponibles.
Metodología:
- Irradiación con iones pesados de alta energía y pulsos láser de fs
- Medidas de caracterización estructural del daño mediante técnicas \"Ion Beam Analysis\": RBS/C
- Caracterización óptica: medidas ópticas (reflectancia y transmitancia óptica UV-VIS; Raman) in-situ durante irradiación y ex-situ
- Caracterización de superficies irradiadas: Perfilometría y AFM
Observaciones: El trabajo experimental se desarrollará en el Centro de Microanálisis de Materiales2021-22
Propuesta de TFM Nº 31
Tutor/es: Jose Ramón Ares (joser.ares@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Preferentemente fisico, químico/ingeniero químico
Título: Sensores ópticos para detección de hidrógeno basados en películas delgadas de magnesio
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:La economía del hidrógeno exige el manejo y acumulación de grandes cantidades de hidrógeno en fase gas. En este contexto, una de los factores clave de su implementación es disponer de sensores precisos, sostenibles y económicamente viables que garanticen la seguridad en su manejo. En los últimos años los sensores ópticos basados en hidruros metálicos están siendo considerados como la opción mucho más atractiva frente a otro tipo de sistemas debido a su sencillez y fiabilidad. En particular aquellos basados en magnesio son especialmente interesantes debido a la abundancia y sostenibilidad del magnesio como debido al fuerte cambio que experimentan sus propiedades ópticas durante la reacción de hidrogenación. Sin embargo, la reacción presenta una cinética muy lenta obligando al uso de elevadas temperaturas lo que ha evitado hasta la fecha su posible implantación.
En este TFM se propone que el/la candidat@ desvele el efecto de la microestructura de películas delgadas de magnesio en las propiedades cinéticas de la reacción de hidrogenación. Para ello, el/la preparará películas delgadas de magnesio (< 100 nm) con muy diferente nanoestructura (amorfa y cristalina) e investigará (a diferentes temperaturas y presiones) la reacción de hidrogenación/deshidrogenación de las películas mediante microscopía óptica “in situ”. El/la candidat@ tendrá acceso y aprenderá a interpretar los resultados provenientes de un amplio abanico de técnicas para caracterizar el proceso de hidrogenación: difracción de rayos X, diversas microscopias electrónicas (SEM-FEG y TEM) y espectrometrías (FTIR-IRRAS y Raman) asi como espectrometría de masas (TGA-MS).
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 32
Tutor/es: Ana Serrano Lotina (asl@icp.csic.es)
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: Valorización no-convencional de CO2 a productos de alto valor añadido
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto novaCO2 nace como una solución de enfoque desafiante e innovadora a la creciente demanda de energía y de emisiones de CO2. La introducción de energías renovables en la red eléctrica es una parte importante de la solución, pero la producción sostenible de combustibles y productos químicos requiere desarrollos tecnológicos adicionales. Así, la producción de H2 libre de carbono se está convirtiendo en una opción cada vez más competitiva para almacenar excedentes de energía renovable que, además, ha fomentado el interés por las rutas de hidrogenación catalítica para la conversión de CO2 en combustibles sostenibles y productos químicos. Estos procesos reducen las emisiones de este gas de efecto invernadero y son, por tanto, particularmente atractivos para sectores industriales de gran demanda energética con emisiones de CO2 intrínsecamente vinculadas a la química del proceso.
novaCO2 tiene como objetivo la valorización de CO2 mediante tecnologías termoquímicas que den viabilidad al aprovechamiento de CO2. Se pretende mejorar la conversión de CO2 y la selectividad al producto de interés (metano, metanol, …) trabajando en condiciones suaves mediante la aplicación de radiación microondas como agente termoactivador. La investigación en la que se incorporaría el estudiante de TFM se apoya en tres pilares fundamentales: i) nuevos catalizadores multicomponente adaptados a cada proceso diseñados integralmente desde la escala nano a la macro; ii) caracterización exhaustiva con técnicas avanzadas, preferentemente in situ u operando, para elucidar los mecanismos y establecer relaciones estructura molecular-actividad y, iii) evaluación catalítica en reacción de hidrogenación de CO2 asistida con microondas.
Observaciones: Imprescindible disponibilidad en horario de 9.30 a 16.30.2021-22
Propuesta de TFM Nº 33
Tutor/es: Ana Belén Dongil de Pedro (a.dongil@csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería, químicas
Título: Hidrogenación de furfural en fase gas con ácido fórmico empleando catalizadores de Ni y Cu soportados en materiales de carbono
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo del proyecto es desarrollar catalizadores heterogéneos para emplearlos en la descomposición y uso de ácido fórmico como fuente de hidrógeno para la valorización de furfural. Con este objetivo se emplearán como fases activas nanopartículas de materias primas de bajo coste como son el níquel y cobre soportados en materiales de carbono. Se comparará la actividad y selectividad de ambos metales y la posible sinergia al emplear catalizadores bimetálicos. Asimismo, se estudiará la reacción empleando hidrógeno exógeno para comparar con los resultados obtenidos con el ácido fórmico.
En esta línea de investigación se considera de interés, dentro del programa en el área de catálisis, un plan de trabajo que contemple: 1) estudio de la bibliografía relacionada; 2) síntesis de catalizadores, 3) participación y ejecución de medidas de caracterización fisicoquímica (microscopía TEM, rayos X, espectroscopía XPS, etc.) y de actividad catalítica y 4) contribución al análisis y discusión de los resultados para explicar el comportamiento catalítico en la reacción sobre la base de los resultados de caracterización.
El estudiante tendrá a su disposición reactores de lecho fijo para aprender su uso en la reacción en fase gas, así como toda la infraestructura y recursos humanos necesarios para llevar a cabo las actividades y aprender los métodos científicos.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 34
Tutor/es: MARCOS LOPEZ-BREA BAQUERO (mlopezbrea@dh2energy.com)
Centro: DH2 ENERGY, ESCUELA DE ORGANIZACION INDUSTRIAL (EOI)
Dirección: Almagro,31
Localidad: madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero (químico mejor, pero cualquier rama seria apta). Ciencias Químicas.
Título: OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO DE AGUA EN LA PRODUCCIÓN DE HIDROGENO VERDE POR ELECTROLISIS
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El agua constituye la materia prima fundamental para la producción de hidrógeno verde mediante electrolisis. Los electrolizadores actuales funcionan con agua de alta pureza, obtenida a través de un proceso de osmosis inversa. En este proceso, además del agua purificada, se produce una corriente de rechazo con alto contenido en sales disueltas (salmuera). El objetivo del proyecto consiste en optimizar el consumo de agua en una planta de producción de hidrógeno verde real proyectada, minimizando el volumen de rechazo del proceso. Las tareas que se proponen son las siguientes:
- Estudio del escenario actual del proyecto en materia de aguas: consumo, características de los sistemas de purificación de agua, volumen de rechazo, caracterización de las corrientes de entrada y salida.
- Identificación de sistemas de tratamiento para la salmuera generada, con objeto de reducir el contenido en sólidos disueltos (sales) del efluente.
- Análisis de alternativas según los distintos sistemas de tratamiento identificados, considerando al menos como factores de decisión la eficacia de depuración, coste económico y consumo energético.
- Selección de la mejor alternativa analizada que permita la recirculación total o parcial de agua a cabecera del proceso.
- Balance de aguas según la nueva configuración de la planta en base a la mejor alternativa seleccionada. Actualización de consumos y rechazos.
- Identificación de otros usos potenciales de la salmuera en función de su concentración. Posibilidad de reutilización de los efluentes.
Observaciones: El hidrógeno verde es considerado como una de las palancas claves de la descarbonización por multitud de entidades públicas y privadas a nivel mundial, destacando el interés de la Comisión Europea. La producción se plantea a partir de la electrolisis del agua, de forma masiva. Por ello, la optimización del consumo del agua, recurso fundamental para la vida, se presenta como un reto indispensable en el desarrollo de este vector renovable, completamente en expansión en estos momentos.2021-22
Propuesta de TFM Nº 35
Tutor/es: Mª Nuria Sánchez Egido (nuria.sanchez@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: Caracterización energética de Edificios basada en Medidas in-situ, Análisis de datos y Simulación
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El sector de la edificación, que supone alrededor del 40% del uso total de energía, tiene un alto potencial en cuanto a ahorro de energía y reducción de emisiones de CO2. En muchos países se han impuesto requisitos más estrictos en cuanto a la normativa de comportamiento energético. La investigación se está intensificando para dar soporte al desarrollo de esta normativa. La mayor parte de esta legislación está basada en cálculos teóricos realizados en la fase de diseño. Sin embargo, el comportamiento real del edificio puede ser significativamente diferente al estimado mediante estos cálculos teóricos. La envolvente del edificio y la correcta caracterización del terreno son algunos de los elementos que tienen una influencia clave en el comportamiento energético de los edificios. En el desarrollo del TFM se participará en esta investigación con el objetivo de contribuir a identificar las discrepancias y a mejorar la fiabilidad de los procedimientos y herramientas de simulación para el diseño, proporcionando un valioso soporte a la normativa orientada al ahorro de energía en edificios. La investigación se centrará principalmente en la caracterización energética in-situ del comportamiento basado en campañas experimentales en edificios en uso. Tales procedimientos de caracterización serán relevantes para evaluar irregularidades y desviaciones respecto a las especificaciones de diseño introducidas por el proceso de construcción y puesta en obra. Serán también relevantes como herramienta de diagnóstico en aplicaciones de rehabilitación.
Observaciones: Se valorará tener conocimientos de programación en Matlab y en herramientas de simulación de edificios.2021-22
Propuesta de TFM Nº 36
Tutor/es: Bernd Wicklein (bernd@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: quimica, fisica, nanociencia
Título: Estudio de nanocomposites para generación de energía triboeléctrica
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El proyecto está enmarcado en la síntesis de materiales de alta permitividad relativa para su uso en nanogeneradores triboeléctricos que generan energía renovable por captación y conversión de energía mecánica del medioambiente. En concreto, se explorará la preparación de algunos titanatos tipo perovskita y otros compuestos de estructura relacionadas utilizando rutas sintéticas en estado sólido. Además de variar la composición química se explorará la preparación de fases laminares a partir de los materiales de estructura tridimensional obtenidos, analizándose las propiedades de los mismos. Los materiales preparados se incorporarán en matrices poliméricas para la fabricación de películas híbridas orgánico-inorgánico y se comparará sus propiedades dieléctricas en función del tipo de estructura, tridimensional/laminar, de los mismos. Además, se investigará como la textural de las películas influye y aumenta la salida eléctrica de los nanogeneradores. Se caracterizará los materiales obtenidos por diferentes técnicas espectroscópicas (IR, UV, NMR, impedancia), analíticas (CHN, TGA, ICP-OES), difracción de rayos X y microscopia electrónica (SEM, TEM) para garantizar una formación integral del estudiante en los diferentes aspectos de química de materiales. Finalmente, se evaluará la generación de triboelectricidad de estos materiales en función de su composición y textura.
Observaciones: El tema del TFM ya esta apalabrado con Raul Castellano Perdomo2021-22
Propuesta de TFM Nº 37
Tutor/es: Raquel Caballero Mesa (raquel.caballero@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Físico, químico o ingeniero de Materiales
Título: Láminas delgadas de kesterita de banda prohibida ancha para células solares transparentes
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las células solares de lámina delgada de kesterita, Cu2ZnSn(S,Se)4, surgieron como alternativa a las basadas en calcopirita, Cu(In,Ga)Se2. El material kesterita presenta la ventaja de estar constituido por elementos abundantes en la corteza terrestre y de baja toxicidad. La sustitución de Sn por Ge lleva a un aumento de la energía de la banda prohibida o “band gap”, Eg, de la kesterita, alcanzando valores de 2.25 eV. Los semiconductores de ancho gap son muy atractivos para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos transparentes aumentando el rango de sus aplicaciones, como, por ejemplo, con la integración en edificios, el sector de la automoción, entre otros.
En este trabajo, láminas delgadas de Cu2ZnGe(S,Se)4 (CZGSSe) se utilizarán como el material absorbente de células solares depositadas sobre sustratos transparentes. Las láminas delgadas de CZGSSe se depositarán mediante un proceso en dos etapas: la coevaporación de Cu2ZnGeSe4 seguido de un proceso de sulfurización en atmósfera de Ar. El objetivo es obtener láminas delgadas lo más transparentes posibles con la composición óptima que lleve a la mejora de la eficiencia de las células solares transparentes. El estudiante estudiará la influencia del contenido de S que permitirá variar el valor de Eg, y el espesor de la lámina de CZGSSe, siendo muy importante la rugosidad de la misma. También se investigará la influencia de la modificación de la superficie tras la realización de ataques químicos o siguiendo otras estrategias como procesado láser. Se espera integrar las láminas de CZGSSe optimizadas en los dispositivos fotovoltaicos.
Observaciones: La fabricación de láminas de CZGSSe, así como la caracterización morfológica, estructural y composicional se llevará a cabo en la UAM mediante medidas de SEM, perfilometría, GIXRD y EDX. La caracterización óptica, y el posible procesado por láser, se realizará en el Instituto de Óptica Daza de Valdés del CSIC, donde la tutora será Rosalia Serna (co-directora del TFM).2021-22
Propuesta de TFM Nº 38
Tutor/es: 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: Nuevos catódos alternativos al carbono para baterías metal-aire
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Las baterías secundarias de zinc-aire son una tecnología prometedora debido a su elevada capacidad, reducido coste y baja toxicidad. Sin embargo, esta tecnología presenta ciertas limitaciones que deben ser superadas para su desarrollo y comercialización. Gran parte de estas limitaciones están ligadas a la naturaleza acuosa alcalina del sistema electrolítico y al uso de carbono como material en el cátodo. 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.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 39
Tutor/es: 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: Conversión electroquímica de CO2 en combustibles para aviación
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Esta línea de investigación ha comenzado en mayo de 2021 en el marco de un proyecto europeo (4AirCRAFT). La eliminación del CO2 generado en numerosas industrias y vehículos mediante su conversión en compuestos orgánicos (combustible para aviación, en el caso de este proyecto) es sin duda un reto apasionante. Nuestra participación en este proyecto se centra en la primera etapa de reacción de las tres que pretende convertir el CO2 en combustible. Esta primera etapa consiste en la electro-reducción del CO2 a CO, que será uno de los reactivos en la segunda etapa. El objetivo de nuestro grupo es el diseño y desarrollo de nuevos electro-catalizadores basados en metales de transición de bajo coste (Ni, Fe, Mn) que promuevan la reducción del CO2.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 40
Tutor/es: Sergio Rojas (srojas@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Graduado en CC. Químicas, Físicas, Ingeniería o similares
Título: Síntesis y caracterización de electrodos avanzados para pilas de combustible de membrana polimérica
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El objetivo del trabajo es la síntesis y caracterización de catalizadores avanzados para la ORR sin Pt ni otros metales nobles. El estudiante se familiarizará con la síntesis de dichos materiales, su caracterización (XRD, XPS, TEM, etc) y la medida de actividad catalítica para la reacción de reducción de oxígeno mediante técnicas electroquímicas.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 41
Tutor/es: Nuria Gordillo García (nuria.gordillo@uam.es) y Miguel Angel Ramos Ruiz (miguel.ramos@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Graduado en físicas
Título: Fabricación y estudio de superconductores amorfos topológicos de Bi-Sb
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Superconducting materials are key elements in emerging quantum technologies, whose ultimate goal is to bring quantum physics to devices and sensors. On the other hand, the new field of Topological Insulators also offers great prospects for future applications in the world of quantum computing, among others. Even more recently, two extensions of this field are awakening great interest: on the one hand, the presence of non-trivial topological properties in amorphous; on the other hand, the possibility of preparing topological superconductors, with presumed Majorana modes, which would be a powerful basis for quantum computing.
The proposed Master Thesis experimental work focuses on actively participating in the preparation and first characterization studies of some superconducting amorphous materials. Specifically, our group has set out to investigate the promising bismuth-antimony alloys, specifically in the range from pure Bi to approximately 20% doping with Sb, where the stable crystalline phase is a topological insulator. In the amorphous state, they are very interesting superconducting materials with critical temperatures around 6 K, so they are potential candidates for topological superconductivity.
The MSc student would participate in the preparation of thin films of Bi-Sb in the Microelectronics Laboratory, in the irradiation with MeV ions at CMAM to amorphize the samples in a deep region, and finally in the characterization of their electrical resistance to observe its possible superconducting transition in the Low Temperature Laboratory.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 42
Tutor/es: Isabel Jiménez Ferrer (isabel.j.ferrer@uam.es)
Centro: UAM
Dirección:
Localidad:
Perfil del estudiante: Grado en Química o en Física
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 el TiS3 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.
El Trabajo Fin de Máster consistirá en la síntesis de trisulfuro de Ti, TiS3, su caracterización, composicional y estructural y sus características como fotoelectrodos (curvas I-V y potencial de banda plana) en electrolitos con distintos pH para, por último, determinar mediante espectrometría de masas su capacidad para fotodisociar el agua en hidrógeno y oxígeno.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 43
Tutor/es: Francisco Javier Erce Carracedo (fjerce@sisener.com)
Centro: Sisener Ingenieros
Dirección: Av. Somosierra 24 Bajo Of 1
Localidad: San Sebastian de los Reyes
Perfil del estudiante: Master Energias Renovables
Título: Proyecto Técnico Administrativo de Planta Fotovoltaica
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Realización de proyecto técnico administrativo de planta fotovoltaica.
OBJETIVO:
Redacción y compilación de documentos y planos para la obtención de la autorización administrativa previa y de construcción.
El documento contendrá los elementos mínimos necesarios para una la admisión a trámite del proyecto a ejecutar.
CONTENIDO:
Los documentos a redactar serán:
Memoria
Pliego de condiciones
Planos
Situación
Planta
Zanjas
Conductores
Esquemas unifilares
Equipos
Presupuesto
Estudio de Seguridad y Salud
Gestión de Residuos
Anexos
Cálculos Equipos
Separatas de afecciones
TAREAS:
En el proceso de la realización del proyecto con una potencia dada se realizará
Análisis de la zona de implantación, topográfico, interferencias hídricas, de líneas eléctricas, infraestructuras de transporte vial o ferroviario, etc...
Elección de elementos constructivos: paneles, inversores, estructuras...
Diseño de Layout
Cálculos eléctricos de dimensionado de conductores
Simulaciones energéticas
Relación de bienes y afecciones
La persona que realice su TFM estará integrada en un equipo.
Se le encargara redacción de documentos así como el manejo de diversos software para la realización del proyecto.
Se le hará ejecutar y revisar trabajos en programas ofimáticos tipo word y excel, manejo de Autocad, búsqueda de datos públicos de infraestructuras, utilización de programas GIS, conversiones de ficheros KML, SHP... Programas de simulación de producción energética tipo PVSyst...
El proyecto estará afectado por otras disciplinas que se tendrá que tener en cuenta en su desarrollo, como son medio ambientales y en su caso civiles o hidráulicas, como pueden ser los movimientos de tierra de terrenos o caminos y estudios hídricos, hidráulicos o de inundablidad.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 44
Tutor/es: ANTONIO VELA VICO (contabilidad@solener.com)
Centro: SOLUCIONES ENERGÉTICAS, S. A.
Dirección: AV REAL DE PINTO, 146
Localidad: MADRID
Perfil del estudiante: MADRID
Título: Proyecto genérico instalación fotovoltaica 100 kW.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Confección de un proyecto completo para una instalación fotovoltaica de autoconsumo, con potencia nominal de 100 kW.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 45
Tutor/es: María Nuria Sánchez Egido (nuria.sanchez@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: MADRID
Perfil del estudiante:
Título: Caracterización térmica de un recinto en condiciones reales de uso mediante modelado empírico basado en técnicas de identificación de sistemas: análisis dinámico integrado
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Análisis dinámico integrado para la caracterización del coeficiente de pérdida de calor basado en datos reales de un recinto en condiciones reales de uso. Aplicación a un caso de estudio. La principal utilidad de este tipo de modelado empírico, es llevar a cabo una caracterización fiable de componentes cuya complejidad dificulta esta caracterización de manera teórica, o bien aquellos cuyo proceso de fabricación, construcción o escalado es susceptible de introducir desviaciones respecto a las especificaciones de diseño.
Principales tareas:
-Tratamiento de la base de datos experimental del edificio: identificación de las variables de interés, filtrado de errores, evaluación cualitativa de los datos.
-Desarrollo de varios modelos candidatos construidos según diferentes supuestos y aproximaciones plausibles.
-Validez de los resultados obtenidos con estos modelos teniendo en cuenta la concordancia entre las distintas series de datos y también los niveles de los residuos obtenidos con los distintos modelos.
-Identificación de las principales contribuciones a la transferencia de calor del edificio y traslación de estos fenómenos a los modelos de análisis dinámico integrado utilizados para obtener el coeficiente de pérdida de calor requerido.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 46
Tutor/es: Ignacio Cruz Cruz (ignacio.cruz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en ingeniería a poder ser eléctrica
Título: Método de dimensionado optimo de una central híbrida eólica-solar fotovoltaica con y sin almacenamiento en función del nivel de vertido.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Hoy en día en España, el artículo 4 del Real Decreto 23/2020 permite ya desarrollar centrales híbridas eólico-fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica. Las ventajas de la hibridación son varias especialmente desde la generación: reducción de la variabilidad de la generación, perfiles de generación altamente complementarios mayor gestionabilidad del recurso, etc. Las principales características para la tramitación del acceso y conexión de acuerdo al Real Decreto 1183/2020 son que no se requiere nueva solicitud de acceso y conexión sino actualización del existente, se obtiene una reducción del 50% de las garantías económicas en la planta hibridada, la potencia de la tecnología original debe ser como mínimo del 40% de la potencia total de la central híbrida, no se puede aumentar la capacidad de acceso mas del 5% y el centro geométrico de instalación original y de la instalación final (hibridada) no debe alejarse más de 10 km. Con estas condiciones, se pretende analizar las combinación optima de las dos tecnologías de generación en una solución sin almacenamiento y con sistema de almacenamiento aprovechando para dimensiones de forma optima este ultimo. La principal problemática de la hibridación de fuentes de energía complementarias es el solape entre ellas que produce vertidos. El objetivo de este TFM es analizar cuanto aumenta el solape horario para un determinado punto de conexión en función de la relación entre la potencia eólica y la potencia solar fotovoltaica. Se pretende identificar la mejor relación de potencias para centrales híbridas sin almacenamiento y en centrales con almacenamiento.
Observaciones: Este TFM se realizara con la herramienta de software HOMER legacy.2021-22
Propuesta de TFM Nº 47
Tutor/es: Ignacio Cruz Cruz (ignacio.cruz@ciemat.es)
Centro: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Dirección: Avenida Complutense 40
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Grado en ingeniería energética o eléctrica y química
Título: Estudio de la integración directa de la energía eólica y la energía solar fotovoltaica con un electrolizador multicelda.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Existen muchos emplazamientos en el mundo donde las centrales de generación hibrida eólico y solar fotovoltaica en tierra disponen de un gran factor de capacidad (hasta el 50%, lo que significa 4380 horas equivalentes anuales). Pero la integración actual pasa por utilizar de forma redundante varios sistemas de acondicionamiento de potencia.
En este TFM se pretende analizar las posibilidades de integrar de forma óptima el aerogenerador, el campo fotovoltaico y el electrolizador minimizando los sistemas de acondicionamiento de potencia de forma que se minimizan las perdidas y las probabilidad e fallo además de reducir el coste. En este TFM primero se buscará en la bibliografía las experiencias de sistemas de generación de hidrógeno mediante hidrólisis del agua a partir de energía eólica y solar fotovoltaica por separado y de forma combinada para luego analizar las soluciones de optimización y valorarlas tanto desde el control, como del tipo de convertidores como desde el punto de vista energético y de generación de hidrógeno por electrolisis (Electrolizadores alcalinos o Electrolizadores PEM)
Este TFM es multitecnológico, por lo que se requiere de estudiantes con conocimientos en sistemas eléctricos y especialmente en electrónica de potencia, se analizaran conceptos de control de aerogeneradores y control de centrales solares fotovoltaicas, y tambien estudiantes con conocimientos de ingenieria quimica, especialmente de electrolizadores valorándose el conocimiento de las distintas tecnologías de stacks. La idea es integrar el concepto multifuente/multistack para optimizar la producción de hidrógeno renovable en función del recurso híbrido existente en sistemas aislados de la red eléctrica.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 48
Tutor/es: Ismael Abordán Bernal (ismael.abordan@totalenergies.com)
Centro: TotalEnergies Electricidad y Gas España S.A.U
Dirección: Calle Ribera del loira 46,
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería, Energía, Nociones de economía y ofimática
Título: Beca Gestión de Portfolio en TotalEnergies Electricidad y Gas España
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:Apoyo al departamento de Operaciones en el área de portfolio de la comercializadora de Gas y Electricidad de la compañía TotalEnergies realizando las siguientes funciones de apoyo:
Apoyo en la decisión de estrategia de compras de energía
Análisis de costes energéticos tanto a corto como a largo plazo.
Análisis de mercados energéticos.
Apoyo en las tareas administrativas derivadas de la gestión del portfolio
Apoyo en la gestión de los informes resultantes de la gestión del portfolio
Apoyo en el resto de tareas administrativas derivadas de la actividad
Apoyo en la configuración de productos
Dependiendo del Responsable de Portfolio (tutor) y a su vez del responsable del departamento de operaciones.
Observaciones: La oferta de prácticas está apalabrada con el estudiante ÓSCAR BUSTILLO BALLESTER2021-22
Propuesta de TFM Nº 49
Tutor/es: Ismael Abordán Bernal (ismael.abordan@totalenergies.com)
Centro: TotalEnergies
Dirección: Calle de la Ribera del Loira, 46, Planta 2
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniería, Energía, Nociones de economía y ofimática
Título: Gestión de Portfolio en TotalEnergies, comercializadora de energía
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El departamento de Portfolio de TotalEnergies se encarga principalmente de monitorizar y asignar los inputs y outputs de energía de la compañía (producción y venta al consumo) para electricidad y gas natural, por lo que está conectada con diversos departamentos.
El estudiante realizará apoyo al departamento de operaciones en nuestra comercializadora de Gas y Electricidad en las siguientes funciones de portfolio:
- Apoyo en las tareas administrativas derivadas de la gestión del portfolio
- Apoyo en la gestión de los informes resultantes de la gestión de portfolio
- Apoyo en el resto de las tareas administrativas derivadas de la actividad
- Apoyo en la configuración de productos
Observaciones: La oferta de prácticas está apalabrada con el estudiante ÓSCAR BUSTILLO BALLESTER2021-22
Propuesta de TFM Nº 50
Tutor/es: Carmen Guinea Valle (cguinea@naturgy.com)
Centro: NATURGY NUEVAS ENERG. SLU
Dirección: Avenida de América 38 05
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante:
Título: El biometano en España como combustible del futuro
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El estudiante va a colaborar en el desarrollo de diferentes proyectos relacionados con el biometano: desde las plantas de producción de biogás mediante digestión anaerobia, pasando por las fases de upgrading para convertir ese biogás en biometano así como su posterior inyección en la red de gas o bien licuarlo para producir BioGNL que pueda ser usado como combustible renovable.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 51
Tutor/es: Consuelo Alvarez Galván (c.alvarez@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Cantoblanco
Perfil del estudiante: Ingeniería Química
Título: Catalizadores bimetálicos basados en metales de transición para reformado seco de metano. Optimización de composición catalítica.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El CO2 es una de las fuentes principales de efecto invernadero. La reacción de reformado de metano con dióxido de carbono es uno de los procesos más prometedores para la valorización de CO2 ya que produce gas de síntesis (monóxido de carbono e hidrógeno), que constituye una materia prima fundamental para la síntesis de productos químicos y combustibles. Este proyecto propone el desarrollo y optimización de catalizadores bimetálicos, basados en metales de transición. El precursor catalítico será una espinela de metales, tales como cobalto y níquel.
El TFM abordará la síntesis de los precursores catalíticos por coprecipitación. Los precursores y catalizadores (obtenidos por reducción con hidrógeno diluido), se caracterizarán por diversas técnicas fisicoquímicas, tales como: adsorción-desorción de N2 a -196ºC (propiedades texturales), difracción de rayos X in-situ (fases cristalinas), microscopía electrónica de barrido y transmisión (propiedades morfológicas), quimisorción por pulsos de H2 y/o CO (dispersión metálica), XPS (composición química superficial), espectroscopía Raman (análisis cualitativo de depósitos carbonosos), análisis termogravimétrico o análisis químico elemental de C (análisis cuantitativo de depósitos carbonosos) y fluorescencia de rayos X (análisis químico másico).
Se prepararán catalizadores con diferente proporción entre ambos metales, y se determinará la relación óptima, estableciendo relaciones entre el comportamiento catalítico y las propiedades fisicoquímicas de los precursores catalíticos y de los catalizadores tras reacción.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 52
Tutor/es: Consuelo Alvarez Galván (c.alvarez@icp.csic.es)
Centro: Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)
Dirección: C/ Marie Curie 2. Campus de Cantoblanco.
Localidad: Cantoblanco
Perfil del estudiante: Ingeniería Química
Título: Catalizadores bimetálicos basados en metales de transición para reformado seco de metano. Optimización de composición catalítica.
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El CO2 es una de las fuentes principales de efecto invernadero. La reacción de reformado de metano con dióxido de carbono es uno de los procesos más prometedores para la valorización de CO2 ya que produce gas de síntesis (monóxido de carbono e hidrógeno), que constituye una materia prima fundamental para la síntesis de productos químicos y combustibles. Este proyecto propone el desarrollo y optimización de catalizadores bimetálicos, basados en metales de transición. El precursor catalítico será una espinela de metales, tales como cobalto y níquel.
El TFM abordará la síntesis de los precursores catalíticos por coprecipitación. Los precursores y catalizadores (obtenidos por reducción con hidrógeno diluido), se caracterizarán por diversas técnicas fisicoquímicas, tales como: adsorción-desorción de N2 a -196ºC (propiedades texturales), difracción de rayos X in-situ (fases cristalinas), microscopía electrónica de barrido y transmisión (propiedades morfológicas), quimisorción por pulsos de H2 y/o CO (dispersión metálica), XPS (composición química superficial), espectroscopía Raman (análisis cualitativo de depósitos carbonosos), análisis termogravimétrico o análisis químico elemental de C (análisis cuantitativo de depósitos carbonosos) y fluorescencia de rayos X (análisis químico másico).
Se prepararán catalizadores con diferente proporción entre ambos metales, y se determinará la relación óptima, estableciendo relaciones entre el comportamiento catalítico y las propiedades fisicoquímicas de los precursores catalíticos y de los catalizadores tras reacción.
Observaciones: 2021-22
Propuesta de TFM Nº 53
Tutor/es: Celia Navarro Pedrero (cnavarro@enagas.es)
Centro: Enagás Internac., S.L.U.
Dirección: P.º de los Olmos, 19
Localidad: Madrid
Perfil del estudiante: Ingeniero de la Energía
Título: Viabilidad de una infraestructura gasística
Proyecto formativo, actividades y competencias a desarrollar:El alumno del máster en Energías y Combustibles para el futuro, colaborará durante los próximos meses con Enagás Internac., S.L.U. compañía de transporte de gas natural y Gestor Técnico del Sistema Gasista de España, además cuenta con varios proyectos nacionales e internacionales para facilitar el proceso de la descarbonización y la mejora de la calidad del aire. Se trabajará en tareas relacionadas con el seguimiento de nueva política energética internacional, con la evolución de regulación en desarrollo, con la elaboración de informes sobre energía/regulación, con el apoyo en desarrollo de proyectos y con el seguimiento de precios energéticos. Con este Trabajo de Fin de Máster, se pretende ejecutar un análisis completo de funcionamiento de la red gasista, desde un punto de vista internacional, centrándose en un país no europeo. En el que se estudie una posible infraestructura que trabaje con gas natural (gaseoducto, estación de compresión, regasificación, almacenamientos…) dónde se apliquen conocimientos técnicos, comerciales y económicos. El alumno elegido debe encontrar la vía óptima de operación para minimización de consumo energético. El proyecto debe incluir una introducción en la que se detalle el contexto nacional del país elegido y sobre la necesidad de implantación de la infraestructura gasística elegida. Así como finalizar con una solución viable económicamente a la par que técnicamente eficiente. En el caso de que se utilice una infraestructura existente, se mantendrá una política de privacidad, modificando datos, tanto nombres como numéricos. Se podrían llegar a hacer algunas propuestas de modificaciones en el diseño actual del sistema.
Observaciones: El título del proyecto está sujeto a variaciones.2021-22