Unidades I+D

Procesos Electroquímicos

WEB DE LA UNIDAD DE PROCESOS ELECTROQUÍMICOS

Dr. Jesús Palma

Investigador Senior & Jefe de Unidad

jesus.palma@imdea.org

Dra. Rebeca Marcilla

Investigadora Senior

rebeca.marcilla@imdea.org

Dr. Enrique García – Quismondo

Investigador Titular

enrique.garcia@imdea.org

Dr. Andreas Mavrantonakis

Investigador Titular

andreas.mavrantonakis@imdea.org

Dr. Julio José Lado

Investigador Titular

julio.lado@imdea.org

Los principales objetivos de la Unidad de Procesos Electroquímicos son desarrollar nuevos dispositivos para el almacenamiento electroquímico de energía y para aplicaciones medioambientales en el ámbito del nexo agua-energía.

Los sistemas de almacenamiento de energía desarrollados por nuestra unidad están diseñados para facilitar la gestionabilidad de las energías renovables, conseguir edificios más sostenibles y promover la electrificación del transporte. En el nexo entre el agua y la energía se desarrollan nuevos conceptos para la captura y separación selectivas de sales, iones metálicos y otras especies disueltas en aguas naturales o residuales. El programa de investigación de la Unidad se centra en cómo los nuevos materiales, diseños y modos de operación pueden mejorar el rendimiento de estos sistemas, facilitar su despliegue, extender su vida útil y simplificar su reutilización o reciclado.

Líneas de Investigación 

  • Desarrollo de supercondensadores con mayor densidad de energía manteniendo la densidad de potencia, la ciclabilidad y la eficiencia de carga y descarga
  • Diseño y construcción de baterías de flujo con químicas novedosas exentas de materiales críticos para mejorar la eficiencia, aumentando la densidad de energía y reduciendo los costes por kWh almacenado
  • Materiales y componentes para mejorar el rendimiento, ciclabilidad y reciclado de las baterías de iones de Litio y otros metales
  • Diseño y escalado de procesos de desionización capacitiva y faradaica para capturar especies iónicas de valor añadido o potencialmente peligrosas disueltas en aguas naturales o residuales de alta salinidad
  • Nuevas metodologías de prueba y ensayo acelerado de baterías y supercondensadores para determinar su envejecimiento en función de las condiciones de almacenamiento y uso

Instalaciones

Las infraestructuras de la Unidad de Procesos Electroquímicos incluyen dos laboratorios y una planta piloto equipados con una variedad de instrumentos y equipos que facilitan desarrollar un conjunto de capacidades, desde la investigación fundamental y el modelado de compuestos y materiales químicos, hasta la fabricación rápida de prototipos y la realización de pruebas a escala piloto.

Proyectos I+D

Resultados Relevantes

1. Proyecto MFreeB. El proyecto Membrane-Free Redox Flow Batteries (MFreeB) propone una batería de flujo redox disruptiva, versátil y escalable en la que los pares de vanadio utilizados en la actualidad son sustituidos por moléculas orgánicas de bajo coste, abundantes y respetuosas con el medio ambiente, y en la que la problemática membrana de intercambio iónico que sirve de separador entre electrolitos, es eliminada gracias al desarrollo de electrolitos redox inmiscibles. Este proyecto, liderado por la Dra. Rebeca Marcilla, ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC), dentro del programa de Investigación e Innovación de la Unión Europea Horizonte 2020, con acuerdo de subvención nº 726217. Convocatoria: ERC-CoG-2016 – ERC Consolidator Grant. Periodo de realización: Junio 2017-Noviembre 2023.

2. Proyecto MeBATTERY: Mediated Biphasic Battery. El objetivo general del proyecto MeBattery es sentar las bases de una tecnología de baterías de nueva generación que supere las limitaciones críticas de las tecnologías de baterías más avanzadas y que presente un excelente equilibrio entre estos indicadores clave de rendimiento. Este proyecto ha recibido financiación del Consejo Europeo de Innovación (EIC), dentro del Programa Marco de Investigación e Innovación de la Unión Europea Horizonte Europea bajo el contrato Nº101046742. Convocatoria: HORIZON-EIC-2021-PATHFINDEROPEN-01-01. Periodo de realización: mayo 2022 – abril 2025

3. Beca E4F de Sergio Pinilla. El Dr. Sergio Pinilla ha conseguido una de las ayudas posdoctorales Energy for Future (E4F), una iniciativa del programa Horizonte 2020 MSCA-COFUND coordinada por la Fundación Iberdrola que tiene por objetivo ofrecer ayudas de formación internacional, interdisciplinar e intersectorial en el campo de la energía limpia y sostenible. IMDEA Energía ha sido la organización elegida por el Dr. Pinilla para realizar su proyecto de investigación titulado “All-solid-state batteries based on polymeric compounds (PoliSolidBat)”. Periodo de realización: abril 2022 – abril 2024.

4. Ayuda Juan de la cierva de Nagaraj Patil. El Dr. Nagaraj Patil ha obtenido una de las ayudas posdoctorales en la convocatoria 2020 de ayudas Juan de la Cierva-incorporación de la Agencia Estatal de Investigación (IJC2020-043076-I). Periodo de realización: abril 2022 – abril 2025.

5. Ayuda de atracción de Talento de Julio Lado. El Dr. Julio Lado ha obtenido una ayuda de la convocatoria de 2020 de ayudas destinadas a la atracción de talento investigador para su incorporación a grupos de investigación de la Comunidad de Madrid (2020-T1/AMB-19799). Su proyecto se titula “Selective Electrochemical Separation Technologies (SELECVALUE)”. Periodo de realización: enero 2022 – diciembre 2026.

6. Ayuda de atracción de Talento de Andreas Mavrantonakis. El Dr. Andreas Mavrantonakis obtuvo una ayuda de la convocatoria de 2017 de ayudas destinadas a la atracción de talento investigador para su incorporación a grupos de investigación de la Comunidad de Madrid (2017-T1/AMB-5264). Su proyecto se titula “Computer-Aided Design of Functional Nanomaterials for Energy Storage Applications (CADFUNES)”. Periodo de realización: enero de 2018 – diciembre de 2022.

7. Defensa de la tesis doctoral de Maite Páez. El 24 de febrero de 2022 Mª Teresa Páez Viñas defendió la tesis doctoral titulada “Baterías de flujo de alta densidad de energía basadas en mediadores redox”, desarrollada en la Unidad de Procesos Electroquímicos de IMDEA Energía bajo la dirección del Dr. Jesús Palma, investigador de IMDEA Energía, y por el Dr. Edgar Ventosa, actualmente adscrito a la Universidad de Burgos.

8. Concesión de patente internacional. El 3 de marzo de 2022 la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual concedió a IMDEA Energía la patente titulada “Recyclable Electrode Cell” que recibió el número de publicación WO2022043542. Los inventores son los investigadores J. Lado, E. Ventosa, D. Pérez, E. García-Quismondo y J. Palma.