Proyectos Sinérgicos

IP: Gabriel Morales Sánchez

Investigadores: Imene Yahyaoui, Mª Cristina Rodríguez Sánchez, Francisco Javier Rodríguez Sánchez, Pedro Rafael Fernández Barbosa, Ángel Enrique Cano García, Lucas Frizera Encarnaçao, David Benítez Mendo, Hilel García Pereira.

Presupuesto: 6.500,00 €

El proyecto se centra en la optimización de la generación de la energía eléctrica a partir de plantas fotovoltaicas (PVs) en casos concretos durante situaciones críticas de sombreado de los paneles. Para optimizar la generación es necesario tener en cuenta que las condiciones de operación de los módulos PVs son intermitentes dado el carácter variable, durante el día, de parámetros meteorológicos como la temperatura ambiental y, en especial, la radiación solar. Como consecuencia, la potencia generada es variable. Además, esta variabilidad se acentúa cuando existe un impacto no uniforme de la radiación solar en los módulos PVs, provocando caídas de potencia más significativas. Las caídas de producción solar debido a sombreados tienen una dependencia directa con la forma en la que se conectan los módulos fotovoltaicos para crear el campo solar de la instalación. Un sombreado en un panel puede condicionar toda la producción de la instalación, sobre todo si los paneles PVs están conectados en serie. 

Por lo tanto, el presente proyecto de investigación se centra en maximizar la producción PV y cómo el sistema puede adaptarse dinámicamente a los cambios de radiación solar y sombreado. En primer lugar, se estudiará la potencial de generación PV del campus de Móstoles. Además, se desarrollarán algoritmos para determinar el punto de funcionamiento óptimo de los paneles PVs para mantener la corriente PV constante en un string PV durante los casos de sombreado, maximizando la potencia PV generada. Para ello, se usarán algoritmos basados en la inteligencia artificial (LSTM). Asimismo, se diseñará un prototipo para la validación experimental de la solución desarrollada previamente mediante simulación. Esta fase se implementará en el campus de Móstoles (URJC), aprovechando de la instalación fotovoltaica existente de 4,36 kW.

Este proyecto nace en el marco de las actividades de la catedra Smart-E2 de la URJC en el desarrollo y aplicación de nuevas metodologías y tecnologías inteligentes que favorezcan la gestión eficiente de la energía para alcanzar los objetivos relacionados con la reducción de emisiones y optimizar el uso de las fuentes renovables para el suministro eléctrico. Para ello, se cuenta con la participación de expertos en esa temática tanto de la URJC, y que pertenecen a la catedra Smart-E2, universidades externas como la universidad de Alcalá de Henares (UAH), y el sector empresarial, REPSOL en este caso. Dada la importancia de la internacionalización en esta temática, se cuenta también con la participación de investigadores de la universidad Federal Espirito Santo (UFES, Brasil).

IP: Silvia González Prolongo

Investigadores: Alicia Carrero Fernández, Raúl Sanz Marín, José Antonio Calles Martín, Alicia Salazar López.

Presupuesto: 32.500,00 €

Actualmente, existe una doble urgencia para reducir la dependencia energética de Europa: la crisis climática y el uso de combustibles fósiles. En esta transición energética, la UE apuesta por el hidrógeno como vector para generar energía limpia y sostenible con el fin de avanzar hacia la descarbonización de nuestro sistema energético. Sin embargo, la implementación masiva del hidrógeno como combustible limpio requiere todavía superar varios retos tecnológicos, tanto en su producción, que debe ser limpia y eficiente, como en su transporte y almacenamiento, por su relativa baja densidad energética.

El presente proyecto pretende abordar los retos del hidrógeno de forma integral y específica, a través de los siguientes objetivos:

• Producción de hidrógeno renovable de alta pureza, mediante reformado oxidativo por pirólisis de biomasa y por electrólisis del agua. Se investigarán nuevos materiales, tecnologías y procedimientos para la fabricación de membranas eficientes de separación selectiva, integración de catalizadores y fabricación de electrodos.

• Almacenamiento y transporte de hidrógeno: Desarrollo de tanques resistentes, ligeros y sostenibles, tipo IV o V, fabricados con material compuesto de matriz polimérica, con o sin revestimiento termoplástico anterior.
• Producción de energía con combustible hidrógeno: Desarrollo de membranas de intercambio iónico de diferente naturaleza al Nafion, polímero perfluorado de elevado coste y limitada temperatura de operación.

IP: Jesús Rodríguez Pérez

Investigadores: José María Escola Sáez, Pedro Alberto Poza Gómez, Beatriz Romero Herrero.

Presupuesto: 26.000,00 €

Las posibilidades de convertir a la energía solar en una fuente energética competitiva pasan por incrementar la eficiencia de la tecnología actual. El desarrollo de nuevos materiales es fundamental, tanto en la tecnología fotovoltaica como en la de concentración. Uno de los aspectos que suele recibir menos atención es el de la integridad mecánica de los componentes utilizados en energía solar. Las condiciones de trabajo pueden ser muy exigentes y la durabilidad del material se convierte en un factor decisivo. En este proyecto se van a estudiar tres tipos de materiales de interés en distintas tecnologías de energía solar. En cada uno de ellos se avanzará en los procesos de fabricación y caracterización en los que se viene trabajando desde hace tiempo en los grupos del ITPS y se profundizará en la evaluación de la integridad mecánica y durabilidad de los componentes utilizados. Los tres sistemas a estudiar serán: células solares fotovoltaicas de tercera generación basadas en perovskitas híbridas de haluro de alta eficiencia y estabilidad; pellets de CaO empleados como almacenadores con aplicación en centrales solares de concentración (Concentrated Solar Power, CSP) de tercera generación; recubrimientos fabricados por proyección térmica con buena absorbancia para su utilización en receptores centrales de plantas termosolares de torre. 

IP: Rafael García Muñoz

Investigadores: Rafael Van Grieken, Juan Ángel Botas Echevarría, Belén Torres Barreiro.

Presupuesto: 26.000,00 €

Los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), también conocidos como residuos electrónicos (e-waste), son el flujo de residuos de más rápido crecimiento en el mundo, generándose continuamente una cantidad cada vez mayor de residuos procedentes de este sector. La generación anual de RAEE aumenta entre un 3% y un 5%, y por tanto la magnitud de este flujo de residuos plantea un importante reto para su gestión. Los plásticos contenidos en los RAEE son una mezcla compleja de diferentes polímeros, con unas ratios muy bajas en cuanto a su reciclaje (2%). Por tanto, el objetivo general de este Proyecto sinérgico es impulsar el volumen de reciclado de plásticos del sector de los RAEE. Para lograrlo, se propone un reto científico basado en un enfoque múltiple que integra los procesos de reciclado mecánico (MR) y químico (CR) para potenciar sus efectos sinérgicos, en línea con el concepto de Economía Circular.

IP: María Sánchez Martinez

Investigadores: Alejandro Ureña Fernandez, María Victoria Utrilla Esteban, María Isabel del Hierro Morales, Santiago Gómez Ruiz, Sanjiv Prashar.

Presupuesto: 39.000,00 €

IP: Fernando Martínez Castillejo

Investigadores: María José López Muñoz, Joaquín Rams Ramos, Isabel Sierra Alonso, Amanda Prado de Nicolás, Dolores González Olías.

Presupuesto: 26.000,00 €

Las técnicas de tratamiento electroquímicas para la degradación de contaminantes orgánicos resistentes a procesos biológicos convencionales de depuración de aguas tienen la ventaja de utilizar catalizadores en estado sólido en forma de electrodos, por lo que no es necesario recuperar el catalizador al terminar el proceso, y se puede reutilizar. En las técnicas electroquímicas, los únicos reactivos son los electrones y sales inocuas de sulfato o cloruro de sodio para proporcionar la conductividad eléctrica necesaria, por lo que el agua tratada no requiere postratamiento. La oxidación anódica (AO) en los tratamientos electroquímicos, mejora la eficiencia de degradación de los contaminantes orgánicos y disminuye el consumo de energía en el tratamiento de aguas residuales. Los ánodos desarrollados actualmente suelen tener una geometría plana y pueden ser activos o inactivos. Los ánodos inactivos resultan más eficientes para la producción de radicales hidroxilos (HO·) y entre ellos destacan electrodos de diamante dopado con boro (BDD), SnO2, PbO2 y TiO2 subestequiométrico y dopado. El (BDD) se considera el mejor material de ánodo para AO debido a su alta estabilidad química y su gran generación de radicales hidroxilos muy reactivos que aseguran la mineralización completa de muchos contaminantes orgánicos. Sin embargo, la utilización de electrodos de tipo BDD en aplicaciones a gran escala está limitada actualmente por su alto coste, mientras que la utilización de los otros ánodos inactivos se ha visto limitada por su corta vida útil.

El proyecto tiene como objetivo principal desarrollar y evaluar ánodos de titanio con estructura tridimensional. Para ello, se busca fabricar estos ánodos mediante técnicas de impresión 3D y modificar su superficie para generar centros electroactivos y fotoelectroactivos. Se diseñarán y construirán celdas electroquímicas específicas para evaluar la eficacia de los ánodos preparados. El proyecto incluye el desarrollo y validación de un método de análisis multirresiduo de antibióticos utilizando técnicas avanzadas de cromatografía y espectrometría de masas. Este método se aplicará para monitorear la presencia de antibióticos en los ensayos electroquímicos y fotoelectroquímicos, evaluando así su eficacia en la reducción de estos contaminantes. La eficacia de los electrodos preparados se evaluará mediante sistemas de oxidación anódica electroquímica o fotoelectroquímica para la degradación de antibióticos en diferentes matrices acuosas.

IP: José Iglesias Morán

Investigadores: Baudilio Coto García, Javier Marugán Aguado.

Presupuesto: 19.500,00 €

El proyecto "Estudio Integral de Disolventes Eutécticos Profundos para la Obtención y Caracterización de Nanocelulosa y Microplásticos obtenidos a partir de Residuos Textiles (DESMART)" es una colaboración científica entre tres investigadores del Instituto de Tecnologías para la Sostenibilidad. El proyecto se centra en la valorización de residuos textiles formados por mezclas de algodón con fibras sintéticas, transformándolos en productos de alto valor añadido como nanocristales de celulosa (CNCs), y evitando la generación de microplásticos.

El proyecto propone el uso de DES, considerados disolventes "verdes", para tratar los residuos de algodón y producir CNCs. Se realizarán cálculos mecano-cuánticos para predecir propiedades de los DES y seleccionar las alternativas más viables para su uso como medios hidrolíticos de residuos de polycotton. El resultado será evaluado mediante técnicas analíticas avanzadas, buscando determinar las condiciones de operación adecuadas que permitan generar CNCs pero no microplásticos. El proyecto contribuye a objetivos ambientales como el aumento de la tasa de valorización material de residuos y el desarrollo de procesos sostenibles. La colaboración entre los investigadores asegura un enfoque integral y eficiente en la producción y caracterización de CNCs y nanoplásticos.

IP: Gemma Vicente Crespo

Investigadores: Luis Fernando Bautista Santa Cruz, Juan Antonio Melero Fernández, Juan José Espada Sanjurjo, Daniel Melchor Pujol Santos, Amanda Prado de Nicolás, Noelia García Vázquez.

Presupuesto: 19.500,00 €