ACES2030-CM y SOLTOCOMB en el 9th International Conference on Hydrogen Energy (dentro de la serie de conferencias Advanced Nano Materials, ANM2021)

Autores: Alejandro Pérez, María Orfila, María Linares, Raúl Molina, Raúl Sanz, Javier Marugán, Juan Ángel Botas

Grupo de Ingeniería Química y Ambiental, Universidad Rey Juan Carlos

C/ Tulipán, s/n, 28933, Móstoles, Madrid

Entre los días 22 y 24 de julio se celebró en Aveiro (Portugal) la decimoséptima edición las conferencias Advanced Nano Materials (ANM2021), que contaron con un total de 240 contribuciones de muy diversa índole (desde nanomateriales para aplicaciones energéticas hasta tecnologías de fabricación y aplicación de OLEDs -Organic Light Emitting Diodes-). Estas conferencias se celebran anualmente y engloban a participantes de 8 congresos diferentes, que se dieron cita esos días en la ciudad portuguesa:

  • 17th International conference on Advanced Nanomaterials
  • 10th International conference on Advanced Graphene Materials
  • 9th International conference on Hydrogen Energy
  • 7th International conference on Advanced Energy Materials
  • 6th International conference on Advanced Magnetic and Spintronics Materials
  • 4th International conference on Advanced Polymer Materials and Nanocomposites
  • 5th International conference on Solar Energy Materials
  • 3rd International conference on Organic Light Emitting Diodes

Uno de los principales focos de atención del ANM2021 ha sido el hidrógeno, albergando la novena conferencia internacional sobre energía relacionada con el hidrógeno. Es de sobra conocido que el hidrógeno, si bien es un interesante candidato como vector energético limpio y renovable conocido por muchos como el combustible del futuro, necesita una producción sostenible a partir de fuentes de energía y materias primas renovables para convertir esta potencial alternativa en realidad. La conferencia sobre energía relacionada con el hidrógeno contó con contribuciones de temática muy variada, focalizándose en alternativas tecnológicas para la obtención de hidrógeno verde como la electrolisis con energía eléctrica obtenida a partir de dispositivos fotovoltaicos, producción de hidrógeno a partir de foto-reformado de glucosa, teniendo cabida nuevos materiales para la intensificación y optimización de procesos de producción de hidrógeno bien establecidos como el reformado de metano, introduciendo nuevos sistemas de almacenamiento en materiales grafénicos, o proponiendo nuevos materiales para la optimización de pilas de combustible para diferentes tipos de aplicaciones móviles (Tabla 1). En total hubo 35 contribuciones relacionadas con el hidrógeno suponiendo un 20 % del total de contribuciones del congreso ANM2021 lo que demuestra la gran relevancia actual de esta temática. Los resúmenes de las comunicaciones presentadas se encuentran disponibles actualmente en abierto en la página del congreso: https://www.advanced-nanomaterials-conference.com/program/.

Tabla 1. Comunicaciones presentadas al 9th International conference on Hydrogen Energy.

Innovative catalytic monoliths for methane steam reforming process intensification
Ni/Co and Ni/Cu-based nanocrystalline materials for hydrogen production from CO2 reforming of methane
Grand Canonical Monte Carlo Simulations of the Hydrogen Storage on Schwarzites
Analyses comparative of ZnO catalysts used for H2S removal from syngas, raw material for hydrogen production
Mechanochemical transduction pathways of complex chemical hydrides
Study of the cyclability behaviour of La0.8Sr0.2CoOδfor hydrogen production by thermochemical water splitting
LaCr0.75Mn0.25O3+δ–CGO nanocomposite electrodes for highly efficient Solid Oxide Fuel Cells
On the effect of H2/CO2 ratio during CO2 hydrogenation over Ni-Ceria-Zirconia catalysts under plasma or thermal reaction
Effect of Co-promotion on hydrotalcite-derived Ni catalyst for CO2 methanation
Understanding the Role of Ceria Supports in Reverse Water Gas Shift Reaction Over Ceria Supported Transition Metals Nanoparticles
In-situ 11B NMR decomposition study of Zn-B-N-H system for hydrogen storage
Naphthalene Sulfonate-Functionalized Graphene Oxide Membranes as Potential Electrolytes for PEM Fuel Cells
Borate-Reinforced Sulfonated Graphene Oxide Membranes as an Alternative Proton Conductor for PEM Fuel Cells
Effect of H2 generated by Ethanol Steam Reforming in SCR of NOx from emissions of Diesel engines with Pt-Ag/Al2O3-Wox
Numerical modeling of ammonia-coal co-combustion in a pilot-scale fluidized bed reactor
H2 production by photoreforming of glucose
Photo-oxidation of ammonia in wastewater to N2 under UV, Vis and Sunlight
Structural phase transitions in the Ti45Zr38Fe17 nano-alloy and their amorphous hydride
Thermal synthesis of Pt nanoparticles on carbon paper supports
Noble metal-free water-splitting electrocatalysts
A composite polymer exchange membrane based on Poly (vinylidene fluoride) PVDF
Reactivity of chromium containing vapour with compounds with perovskite and fluorite structures
Reduced cerium phases in ceria additive incorporated hydrogen storage system magnesium hydride
Ti-peroxo/phosphorus composites: synthesis, characterization and application in visible-light driven photocatalytic hydrogen evolution
Carbon fibre electrodes coated by electrodeposition from transition metal salts as electrocatalysts for water splitting reactions
Efficient and Stable Catalyst for PEM Fuel Cells based on Iodine-doped Graphene
Tin carbide monolayers decorated with alkali metal atoms for hydrogen storage
Hydrogen storage on tin carbide monolayers with transition adatoms
Metal-decorated B-doped germanene as hydrogen storage media: A DFT study
Modeling the effects of boron doping on the hydrogen storage capacities of Na, K, and Ca decorated siligene
Doped silicon carbide monolayers with light metal adatoms for hydrogen storage
Copper Catalysts on Alumina-supported Ceria and Y-doped Ceria: Influence of the Method of Supports Preparation on the Water-Gas Shift Activity
Low equilibrium pressure metal hydride for hydrogen storage in a renewable energy system
Grain boundary conductivity of CGO based materials sintered by hot pressing
Silica scavenging effect of yttria on CGO based materials sintered by hot press 

El Grupo de investigación en Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) de la Universidad Rey Juan Carlos, formado por investigadores de los Departamentos de Tecnología Química y Ambiental y Tecnología Química, Energética y Mecánica, participó en esta sesión con una ponencia titulada “Study of the cyclability behaviour of La0.8Sr0.2CoO3±δ for hydrogen production by thermochemical water splitting”. Esta investigación ha sido financiada por la Comunidad de Madrid y la Universidad Rey Juan Carlos mediante el Programa de Actividades de I+D ACES2030-CM “Energía solar térmica de concentración en el sector del transporte y en la producción de calor y de electricidad” (liderado por la Fundación IMDEA Energía y en el que, además del GIQA, también participan grupos de investigación de la Universidad Nacional de Educación a Distancia, la Universidad Carlos III de Madrid, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad Politécnica de Madrid, y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) y el Proyecto de Investigación SOLTOCOMB “Desarrollo de materiales conformados para la conversión de CO2 y H2O en combustibles solares empleando energía solar térmica de concentración” ejecutado por investigadores del GIQA.

En la ponencia oral, se expusieron algunos de los resultados más relevantes obtenidos por el GIQA en la producción de hidrógeno solar mediante ciclos termoquímicos basados en materiales perovskita tipo ABO3. Este proceso consiste en utilizar la energía solar térmica de concentración para provocar la reducción térmica de la perovskita, que a continuación reacciona con agua para reoxidarse y producir el hidrógeno. En este estudio se ha conseguido una producción de 16 STP cm3/gperovskita, valor superior a lo obtenido en estudios anteriores, pero lo más destacable es que la reducción térmica se lleva a cabo a 1000 °C, una temperatura muy inferior a la mostrada en bibliografía por otros materiales (~1400 ºC) y compatible con la tecnología solar térmica de concentración actual. En este trabajo se estudió la ciclabilidad de estos materiales (Figura 1) mostrando elevada estabilidad en los valores de hidrógeno producido cuando la reducción térmica se lleva a cabo a 1000 ºC. Adicionalmente se presentó por primera vez un estudio de la evaluación energética del proceso completo con eficiencias en la conversión de energía solar a combustible de un 50 % y de hasta un 65 % cuando hay una integración energética entre las corrientes que intervienen en el proceso.

Figura 1. Ciclabilidad de los materiales operando con temperaturas de reducción de 1400 ºC y 1000 ºC.

Los investigadores del GIQA seguirán trabajando en el desarrollo de nuevos materiales para la obtención de hidrógeno y otros combustibles solares basándose en ciclos termoquímicos activados con energía solar, en línea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible y la Agenda 2030, ya que gracias a esta metodología se consigue obtener hidrógeno de forma limpia (el único residuo es oxígeno), contribuyendo al objetivo global de sostenibilidad energética futura y los objetivos del Horizonte 2030.

 Contacto

 Juan Ángel Botas, Investigador Responsable del grupo URJC-SOLAR del Programa ACES2030-CM.

 Coordina ACES2030-CM: Manuel Romero Álvarez. IMDEA Energía

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