líneas de
investigación
Electrocromismo
Caracterización y optimización de materiales para dispositivos
electrocrómicos, con aplicaciones en la modulación en el rango visible, la
generación de imagen o el control térmico. Nuestra principal línea se
centra en los polímeros conductores como materiales activos, aunque
hemos trabajado con distintos materiales como óxidos de metales de
transición o viológenos.
Echem Comm 9 (8), 1931-1935 ;
Echem Comm 10 (1), 1-6 ; Solar Energy Materials and Solar Cells
185, 54-60
Nuestras líneas de desarrollo son diversas, incluyendo:
Propuesta de métodos universales de caracterización y optimización de tecnologías electrocrómicas
Fabricación de dispositivos electrocrómicos por métodos de impresión
(en colaboración con Georgia Institute of Technology (Grupo Prof. John Reynolds)
Solar Energy Materials and Solar Cells 140, 54-60
Project SOLCROM 20529/PDC/18. Electronic Materials 14, 7 (2021)
Dispositivos autosuficientes alimentados por energía fotovoltaica
Aplicaciones innovadoras, como la exploración en regulación de longitudes de onda en el visible para control de los trastornos de sueño y ritmos circadianos (en colaboración con Laboratorio de Cronobiología (UMU)
PloS one 15 (11), e0241900
Energies 14 (2), 438
Control térmico en edificaciones mediante envolventes de transmisión-reflexión variable
Energía fotovoltaica
Nuestro interés se centra en distintos aspectos de la tecnología, desde la fabricación
de células y módulos, pasando por la integración en edificación y el seguimiento y
monitorización de instalaciones.
Desde el punto de vista de la fabricación, nuestras líneas están centradas en la producción a pequeña escala de células orgánicas (poliméricas) e híbridas (basadas en perovskitas) con especial énfasis en la fabricación por impresión y técnicas compatibles con producción roll-to-roll, especialmente en procesos de fabricación en condiciones ambientales.
Adicionalmente, estamos interesados en evaluar y caracterizar los procesos de degradación en este tipo de células
A una escala mayor, contamos con sistemas de monitorización de instalaciones, tanto para la integración en edificación (BIPV) como en instalaciones en campo abierto.
(BIPV) Experimental system: PV-Cubes
20kWp Bifacial PV system
Análisis de ciclo de vida
El análisis de ciclo de vida, regulado por los standards ISO 14040 y 14044, ha demostrado ser una valiosa herramienta experimental para el desarrollo de un producto o tecnología. Aplicamos la metodología de análisis de ciclo de vida LCA, incluyendo un detallado inventario de materiales, energía y emisiones de cada paso de la fabricación, uso y eventual reciclado de los dispositivos.
Environmental impact of the production of graphene oxide and reduced graphene oxide Serrano-Luján, L., et al. SN Applied Sciences, 2019, 1(2), 179
Hemos aplicado con éxito esta metodología para medir el impacto ambiental y el retorno económico y energético, desde rutas de síntesis de materiales
Pasando por la fabricación de dispositivos (células fotovoltaicas, baterías)
Environmental and economical assessment for a sustainable Zn/air battery Santos, F., et al Chemosphere, 2020, 250, 126273
Tin- and lead-based perovskite solar cells under scrutiny: An environmental perspective Serrano-Lujan, L., et al. Advanced Energy Materials, 2015, 5(20), 1501119
Hasta instalaciones fotovoltaicas completas
Clima y energías renovables
El sector energético representa actualmente más de dos tercios de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Urge acelerar la transición energética hacia un sistema de abastecimiento descarbonizado. Las energías renovables juegan un papel decisivo en esta transición. Sin embargo, la dependencia de los recursos renovables de las condiciones atmosféricas les confiere un carácter inherentemente intermitente, que puede derivar en episodios de déficit energético, y los hace, a su vez, potencialmente vulnerables al cambio climático. Aunque, por otro lado, esta dependencia les concede cierta predecibilidad y complementariedad espacio-temporal, en particular entre los recursos solar y eólico. Ante el desafío de conseguir un sistema energético descarbonizado y estable, la integración en él de las energías renovables exige un exhaustivo ejercicio de evaluación y planificación de los recursos que tenga en cuenta su variabilidad espacio-temporal y su evolución a medio y largo plazo, y que profundice en la compresión y caracterización de la complementariedad entre recursos como estrategia para reducir la intermitencia de la producción total.
Para realizar este ejercicio, en el grupo MAPA, además de bases de datos observacionales, utilizamos bases de datos generadas con modelos de simulación climática. Estas bases de datos tienen la ventaja de ser largas y homogéneas en el tiempo, regulares en el espacio y físicamente consistentes, pero no están exentas de un cierto grado de incertidumbre, debido al propio proceso de modelado y a la incertidumbre propia de las estimaciones y mediciones que se emplean sobre forzamientos climáticos externos. Los estudios de sensibilidad acotan y determinan la procedencia de esta incertidumbre, proporcionando un contexto fiable para el uso de los modelos climáticos en posteriores trabajos de caracterización climática, atribución (¿cuáles son los mecanismos físicos subyacentes ante cierto cambio observado o proyectado?) e impactos (¿cómo afectan los cambios observados o proyectados en el clima a los distintos sectores medioambientales o socio-económicos?). En el grupo MAPA abordamos también estos aspectos, con el foco en la simulación de los recursos renovables solar y eólico, y utilizamos la información climática procedente de los modelos para, en última instancia, desarrollar herramientas de optimización de escenarios energéticos de base renovable.
Baterías
Nuestros intereses se centran en el estudio y desarrollo de baterías, especialmente baterías metal/aire.
Nuestras principales líneas de trabajo son:
Optimización electroquímica de materiales para baterías
Rendimiento de baterías
Desarrollo de geles poliméricos
Electrocatálisis (ORR,OER).
Análisis de ciclo de vida
Baterías metal aire (Zn-aire).
Producción de hidrógeno-Pilas de combustible
Nuestros intereses se centran en la producción de hidrógeno mediante células de combustibles. Nuestras principales líneas de trabajo son:
Nuevos diseños de membranas protónicas de para pilas de combustible. En especial, centramos nuestro interés en pilas de combustible de cátodo abierto (OC-PEMFC).
Producción de capas de difusión de gas mejoradas (GDL) para pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) y electrolizadores.
Desarrollo de una nueva arquitectura para la deposición del sistema catalítico utilizando la técnica de electrospray, para un optimización del catalizador.
Modelado de sistemas térmicos y energéticos
Esta línea se centra en la investigación sobre la integración y el uso de recursos energéticos renovables en una variedad de procesos industriales.
Ofrecemos diferentes equipos y sistemas de prueba: caracterización del intercambiador de calor (en flujo de una y dos fases); sistemas de condensación y evaporación; medición de sistemas solares térmicos y fotovoltaicos; calidad y análisis del sistema de energía; equipos para medir emisiones y eficiencia de sistemas térmicos, CompacRIO©.
Con respecto al software, TRNSYS©, modelado de instalación compleja y desarrollo de código para dispositivos especiales. También tenemos licencia para CFD Computational Fluid-Dynamics Software y otros paquetes de software.
Además, se trabaja en modelización y pruebas en otros temas, tales como: Motores de Combustión Interna, flujo bifásico, diseño de intercambiadores de calor, procesos de evaporación y condensación, Uso eficiente de la energía, Energía solar térmica y fotovoltaica, Desalinización de agua y soluciones relacionadas con la energía térmica entre otros.
En términos de sistemas de energía y red, tenemos una experiencia significativa en integración renovable y modelado de plantas de energía eólica, plantas de energía fotovoltaica y estrategias de regulación y control de frecuencia y voltaje.
Gestión de proyectos e integración en redes
Nuestros intereses se centran en la aplicación de toma de decisiones multicriterio y lógica difusa en una variedad de escenarios energéticos.
Nuestras líneas de trabajo principales son:
Gestión de Proyectos en Energías Renovables
• Toma de decisiones multicriterio en Energías Renovables
• GIS-MCDM en problemas de localización en Energías Renovables
Tecnología energética de evaluación de sostenibilidad con LCA y MCDM
SIG en energías renovables
• Evaluación espacial del potencial sistemas de información geografica (eólica, solar, geotérmica)
• Análisis espacial de la energía geotérmica superficial
Integración de energías renovables en la red
1. Electrificación y transición energética
2. Eficiencia energética
3. Integración en sistemas de energía