Proyecto de investigación correspondiente a la convocatoria del año 2024, de referencia: PID2024-162925OB-I00 de ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento».

Conseguir una solución transformadora a la crisis energética actual y al calentamiento global, pasa por la explotación masiva de energías renovables y el uso y almacenamiento de energía química. Un buen candidato para lograr ambos objetivos es el amoníaco solar, que ha surgido recientemente como una de las mayores alternativas a dos de los desafíos globales más apremiantes: la seguridad alimentaria y energética en el marco de una economía baja en emisiones de carbono.

En este contexto, el proyecto PHONON pretende ir un paso más allá del estado del arte en tecnologías de producción de amoniaco solar, explorando una ruta fototermocatalítica escalable de conversión de nitrógeno (reacción de reducción de nitrógeno, NRR) basada en tecnologías y materiales asequibles, no tóxicos y no críticos, mediante el empleo de rutas sintéticas sencillas.

La NRR es un enfoque nuevo y de rápido crecimiento para la producción de amoníaco que se encuentra en una etapa temprana de desarrollo a escala de laboratorio. Además, la NRR fototérmica que utiliza semiconductores plasmónicos es un campo de investigación casi inexplorado con enormes beneficios potenciales para la producción a escala industrial de amoniaco solar. PHONON irá un paso más allá al unir la investigación básica y aplicada para un futuro desarrollo industrial de amoniaco solar. No se han encontrado ejemplos previos de solarización en la literatura para la producción fototérmica de amoniaco. Además, nuestra propuesta se ajustará a un enfoque de economía circular estudiando la sostenibilidad del proceso mediante análisis ciclo de vida. Este proyecto investigará la producción de amoniaco solar utilizando hidrógeno verde generado a partir de fotorreformado de bioetanol. Este enfoque apunta a dos objetivos ambiciosos: (i) valorización de residuos (residuos de biomasa o fracción orgánica de residuos sólidos urbanos), y (ii) desarrollo de una tecnología renovable para una transición energética circular.

Además, este proyecto contribuirá en última instancia a generar conocimiento sobre aspectos mecanísticos clave de la NRR fototérmica. Se harán grandes esfuerzos para realizar análisis de superficie in situ y operando para comprender la reactividad de los catalizadores fototérmicos, las principales vías de reacción y pasos limitantes, reforzando fuertemente el carácter de alto riesgo/alta ganancia de esta propuesta.

Participantes: Fundación IMDEA Energía

Entidad financiadora/Programa: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades/AEI – FEDER-UE / Proyectos de Generación de Conocimiento 2024

Periodo de realización: 01/09/2025 – 31/08/2028

Subvención Instituto IMDEA Energía: 172.500 €

IP IMDEA Energía: Dr. Laura Collado / Dr. Javier Fermoso (ICP-CSIC)