Los debates de la la Mesa redonda “Nuevos modelos energéticos y optimización de operaciones claves: Tendencias, Oportunidades e Innovación” que se celebrará en el Auditorio Tecnología del “Smart Energy Congress & Expo (SEC) 2022” el jueves 17 de noviembre de 13:00 a 14:00 h, serán moderados por Félix Marín, Responsable de Desarrollo y Transferencia Tecnológica de IMDEA Energía. En la mesa participarán representantes de empresas que trabajan en sistemas de energía con hidrógeno, los edificios energéticamente flexibles o la digitalización de grandes instalaciones renovables.

El Instituto IMDEA Energía es entidad colaboradora del “Smart Energy Congress & Expo (SEC) 2022” que se celebrará en el Centro de Convenciones Norte de IFEMA, Madrid, los días 16 y 17 de noviembre organizado por la Plataforma enerTIC.

Inscripción gratuita: https://enertic.org/congreso2022/

El Dr. Freddy Oropeza, investigador titular Marie Sklodowska-Curie de la Unidad de Procesos Fotoactivados del Instituto IMDEA Energía ha conseguido la prestigiosa ayuda de contrato Ramón y Cajal otorgada por el Gobierno de España. El programa Ramón y Cajal (RyC) del Ministerio de Ciencia e Innovación promueve la incorporación de investigadores de trayectoria científica sobresaliente a centros de I+D en toda España. El contrato Ramón y Cajal incluye una cuantía anual para cofinanciar el salario por cinco años y financiación adicional para gastos de investigación.

Oropeza completará el programa RyC en IMDEA Energía, trabajando en el desarrollo de electrocatalizadores avanzados para la conversión y diversificación de fuentes de energía renovable.

La Universidad de Stanford ha publicado la lista World’s Top 2% Scientists 2022, un ránking mundial que recoge a los científicos más citados del mundo en diversas disciplinas. Este ranking, considerado uno de los más prestigiosos del mundo, se basa en la información bibliométrica de la base de datos de Scopus (de la editorial Elsevier). Para elaborar las listas finales se evalúan los registros de más de 8 millones de científicos activos en todo el mundo y se tiene en cuenta información relativa al número de citas por publicación (índice h) y la relevancia del investigador en los trabajos publicados (índice hm).

La clasificación recoge en su última actualización un total de diez investigadores de IMDEA Energía de entre más 200.000 científicos de primer nivel, que representan la mayor parte de las disciplinas del Instituto, como procesos termoquímicos, procesos fotoactivados, sistemas eléctricos, biotecnología, materiales avanzados, energía solar de concentración o análisis de sistemas.

El reconocimiento viene a reforzar el prestigio internacional de IMDEA Energía y el valor de las contribuciones de su personal científico.

La lista completa puede consultarse aquí

IMDEA Energía desarrolla nuevos materiales para un futuro sostenible. Este es el caso de los polímeros porosos conjugados nanoestructurados, nanoCPP, protegidos por dos patentes, una de ellas europea en trámite. Debido a las notables propiedades de los polímeros porosos conjugados como alta microporosidad y mesoporosidad, captación de luz, alta conductividad y gran estabilidad térmica, química y fotoquímica a las que la nanoestructuración aporta cualidades de procesado de las que no disponen los materiales sintetizados a granel, los nanoCPP se pueden utilizar para una amplia gama de aplicaciones en mercados con grandes expectativas de crecimiento:

• Películas delgadas y recubrimientos, especialmente para electrodos, dispositivos electroquímicos, aplicaciones fotovoltaicas y células solares sensibilizadas por colorante.
• Catalizadores y reacciones químicas: oxidación, portadores de carga, fotocatalizadores,… Pueden aplicarse en nuevos procesos de mejora medioambiental y de producción de combustibles sostenibles.
• Membranas poliméricas.
• Almacenamiento de gases.
• Optoelectrónica.

La tecnología desarrollada combina:

• El proceso para sintetizar diferentes nanoCPP, incluyendo materiales híbridos y semiconductores inorgánicos, con propiedades que combinan alta micro y mesoporosidad, gran estabilidad térmica, química y fotoestabilidad, además de otras propiedades que se pueden personalizar para las diferentes aplicaciones como captación de luz, conductividad, etc.
• El desarrollo de nuevas metodologías sintéticas que mejoran y facilitan el escalado para llegar a la producción industrial y la procesabilidad de materiales nanoestructurados al reducir el tamaño de partícula a un intervalo nanométrico y lograr, al mismo tiempo, controlar el tamaño de partícula para obtener una menor dispersión.
• Los diferentes materiales nanoCPP con aplicaciones particulares según su composición química, estructura y propiedades. Además, los nanoCPP se pueden procesar en fase líquida para aplicarlos en capas finas o utilizando tecnologías plásticas como extrusión, inyección, etc.

Los materiales innovadores desarrollados en IMDEA Energía serán presentados por la investigadora senior Marta Liras en el panel “Sustainable Future” enfocado a los materiales para la sostenibilidad que se celebrará el día 15 de noviembre de 2022 a las 14:40 en Barcelona organizado por Puzzle X, la plataforma global líder de tecnologías frontera para un futuro sostenible, junto con el Smart City Expo World Congress.

En la jornada de clausura de la Conferencia SolarPACES 2022, el presidente de SolarPACES, Gilles Flamant, entregó el premio al Dr. Christoph Falter, ahora en Synhelion, en nombre de Bauhaus-Luftfahrt, al Dr. Johannes Grobbel, en nombre de DLR, al Dr. Alon Lidor, en nombre de ETH Zurich, y al Dr. Charles-Alexis Asselineau, en nombre de IMDEA Energía, por el proyecto Sun-to-Liquid; el desarrollo de una tecnología de combustible para aviones impulsada por energía solar para la industria de la aviación.

Más información.

Se trata de un nuevo galardón para este proyecto, que el pasado año fue reconocido con el ‘Energy Globe World Award 2021’, uno de los galardones medioambientales más reconocidos del mundo que organiza la fundación independiente Energy Globe de Austria, y con el ‘National Energy Globe Award Spain 2021’, en reconocimiento al proyecto medioambiental más destacable en España.

Junto a IMDEA Energía, en el consorcio SUN-to-LIQUID se encuentran otros centros de investigación y empresas de producción termoquímica de combustibles solares, como Bauhaus Luftfahrt e.V., ETH Zúrich, DLR, Abengoa, ARTTIC y HyGear.

Las patentes y tecnologías más relevantes fruto del trabajo de investigación de IMDEA Energía se presentarán en Patents for innovation, P4i, evento que se celebrará en La Nave, Madrid, los días 26 y 27 de octubre de 2022. Las patentes y tecnologías que se exhibirán pueden consultarse aquí, las más relevantes son las siguientes:

• Baterías de flujo avanzadas (patentes P201630327 Bateria redox con electrolitos inmiscibles y PCT/EP2021/059865 Bateria redox con electrolitos inmiscibles y flujo a través de los electrodos). Una batería de flujo es un tipo de batería que se recarga mediante dos disoluciones contenidas dentro del sistema y separadas por una membrana. El intercambio de iones a través de la membrana proporciona el flujo de corriente eléctrica, mientras los dos líquidos circulan en sus respectivos espacios. Sus pricipales ventajas son una longevidad muy superior a la mayoría de las pilas recargables convencionales y la separación de los electrolitos. Proponemos una batería de flujo redox basada en, al menos, un electrodo de flujo continuo y electrolitos inmiscibles (es decir, electrolitos líquidos insolubles entre sí, que cuando se ponen en contacto forman dos fases). La batería tiene las siguientes ventajas:
  • Costo operativo y de fabricación reducido en comparación con otras baterías redox.
  • Aumento de la densidad de energía.
  • Mayor robustez y durabilidad.
  • Capaz de trabajar en estado dinámico a caudales elevados.
  • Reducción de los sobrepotenciales.

• Polímeros porosos conjugados nanoestructurados NanoCPP (patentes P201730445 Polímeros conjugados porosos, materiales que los comprenden, método de preparación y uso de los mismos y EP22382566.2 Método para preparar polímeros porosos conjugados y usos de los mismos). Tanto los polímeros porosos conjugados, CPP, como los nanoestructurados, nanoCPP, se pueden utilizar para una amplia gama de aplicaciones, incluido el almacenamiento de gases, la catálisis y la optoelectrónica, debido a sus notables propiedades como alta microporosidad y mesoporosidad, captación de luz, alta conductividad y gran estabilidad térmica, química y fotoquímica. Los nanoCPP muestran propiedades de procesado de las que no disponen los CPP sintetizados a granel. La tecnología combina:
  • El proceso para sintetizar diferentes Polímeros Porosos Conjugados nanoestructurados, nanoCPPs, con propiedades que combinan alta micro y mesoporosidad, gran estabilidad térmica, química y fotoestabilidad, además de otras propiedades que se pueden personalizar como captación de luz, conductividad, etc.
  • Los diferentes materiales nanoCPPs con aplicaciones particulares según su composición química, estructura y propiedades. Además, los nanoCPP se pueden procesar en fase líquida aplicándolos en capas finas o utilizando tecnologías plásticas como extrusión, inyección, etc.

• Nuevos materiales para eliminar contaminantes emergentes y para electrolizadores y pilas de combustible (patente P201931095 Redes metal-orgánicas a base de pireno-fosfonato). Proponemos un material patentado del tipo red metal-orgánica, MOF, muy estable, reciclable y que tiene una toxicidad potencial nula o baja basado en el ligando pireno-fosfonato. La patente también protege el procedimiento para su síntesis. El material es útil para:
  • Eliminar contaminantes emergentes del agua. Los contaminantes pueden eliminarse mediante adsorción selectiva, fotodegradación o ambas en flujo continuo o discontinuo. Como adsorbentes sus ventajas frente a carbon activado o sílice son: mayor porosidad, estabilidad comparable, centros activos para captar y degradar los contaminantes (algunos funcionan como catalizadores) y fácil modificación para conseguir las propiedades deseadas.
  • Conductor protónico para membrana de electrolizadores y pilas de combustible.

• Baterías reciclables (patente PCT/EP2021/073842 Batería de electrodos reciclables). Proponemos aplicar un concepto de batería ensamblada con electrodos inyectables semisólidos para facilitar el reciclaje de materiales activos y reutilizar las partes inactivas de la batería. En la batería inyectable los electrodos no están fijos en un colector de corriente sino que se inyectan como un material semisólido que posibilita la recuperación directa de materiales activos mediante su expulsión de la celda. Permite reutilizar todos los componentes pasivos (colectores de corriente, separadores, carcasas,…) y la sustitución de los materiales de los electrodos. En el reciclado se evita la trituración y se simplifican las siguientes etapas de reciclaje de las baterías. Ventajas:
  • Contribuir al reciclado de las baterías, a la recuperación de materiales y a la economía circular.
  • Aumento del volumen de metales recuperados y de la rentabilidad económica.
  • Cumplimiento con nuevas reglamentaciones.
  • Simplificación de los procesos de reciclado y disminución de su coste.

• GreenH2armony – Indicadores armonizados del ciclo de vida del hidrógeno (Propiedad Intelectual Nº solicitud: M-000336/2019 Programa de ordenador “GreenH2armony” y Marca Nacional nº 40005690). El objetivo de este programa es proporcionar una base de datos sólida de indicadores del ciclo de vida para una amplia gama de opciones de uso de hidrógeno como combustible a fin de ser utilizado en estudios comparativos concluyentes de ACV. La herramienta, partiendo de los valores de huella de carbono, huella energética y acidificación proporcionados por el usuario y solicitando información directa sobre el estudio original, calcula los correspondientes indicadores de ciclo de vida armonizados del hidrógeno. Además, genera automáticamente un informe que incluye no solo los resultados armonizados, sino también su clasificación dentro de la biblioteca actual de indicadores ambientales armonizados (que incluye una gran cantidad de opciones de hidrógeno). Es un proceso guiado que permite un cálculo muy rápido de indicadores ambientales de hidrógeno.

El Instituto estará presente en el pabellón de la Comunidad de Madrid, donde exhibirá también un prototipo de batería reciclable y participará en la rueda de negocios.

Los productos agroquímicos, principalmente fertilizantes y pesticidas, son compuestos fundamentales en agricultura, ya que sin ellos sería imposible satisfacer la enorme demanda de alimentos del mundo actual. Aunque el uso de agroquímicos es una práctica antigua, en la actualidad su uso excesivo está deteriorando la calidad de los ecosistemas, lo que repercute en la salud pública e incluso conduce al desarrollo de nuevas cepas resistentes.

En los últimos años se han propuesto diferentes estrategias con el fin de reducir la cantidad de agroquímicos necesarios para garantizar protección y el crecimiento de los cultivos, entre ellas el desarrollo de nanomateriales capaces de mejorar la solubilidad y estabilidad de los agroquímicos, liberarlos de forma controlada y dirigida y mejorar su biodisponibilidad y adhesión.

En este contexto, una nueva clase de materiales porosos, conocidos como Polímeros de Coordinación Porosos o MOFs (de las siglas en inglés Metal-Organic Frameworks) ha suscitado un creciente interés para la eficiente incorporación y posterior liberación controlada de moléculas activas. Comparados con los materiales porosos clásicos (carbones, sílicas), los MOFs presentan una serie de ventajas en agricultura, dado que son muy porosos, presentan centros reactivos donde pueden interaccionar diferentes agroquímicos, son estables en agua y pueden modificarse para conseguir las propiedades deseadas (p. ej. adherencia a la planta).

AgroMOFs, una vía prometedora para conseguir agroquímicos multifuncionales

En IMDEA Energía, la Unidad de Materiales Porosos Avanzados está compuesta por expertos en la síntesis y caracterización de nuevos materiales porosos y su aplicación en campos diversos, como la energía o el medioambiente. En colaboración con la Universidad de Granada, se ha desarrollado un nuevo material tipo MOF llamado GR-MOF-7, basado en dos ingredientes activos: el herbicida de origen natural (glufosinato) y cobre, como nutriente y con actividad antibacteriana. Hay que destacar que es la primera vez que se sintetiza un MOF utilizando como precursores compuestos agroquímicos (glufosinato y cobre), lo que hemos definido como AgroMOFs.

En primer lugar, y teniendo en cuenta que los plaguicidas se suelen pulverizar en forma de solución acuosa o en suspensión en los campos, en este trabajo se demuestra la estabilidad de GR-MOF-7 en agua durante al menos cinco días. Además, se ensayó su actividad agroquímica (bactericida y herbicida) frente a dos tipos de bacterias que provocan infecciones en plantas (Staphylococcus aureus y Escherichia coli), y la mala hierba Raphanus sativus, especie invasora en cultivos de bayas y vid. GR-MOF-7 es efectivo frente a ambos tipos de bacterias, incluso mejora la actividad antibacteriana de sus precursores individuales. Por otro lado, la actividad herbicida de GR-MOF-7 también mejora a la de sus precursores, ya que es capaz de secar en ocho días la mala hierba Raphanus sativus, mientras que el glufosinato permanece inactivo.

Estos resultados ponen en evidencia que la construcción de MOFs basados en herbicidas y antibacterianos es una estrategia prometedora para conseguir agroquímicos multifuncionales, abriendo nuevas vías en la aplicación segura y eficiente de MOFs en agricultura.

Más información: 10.1021/acsami.2c07113