El agotamiento de combustibles fósiles a corto y medio plazo y los cambios climáticos producidos por el efecto invernadero son algunas de las principales consecuencias del uso extendido de estos combustibles. En este escenario el hidrógeno como vector de transporte y almacenamiento de energía es un candidato muy atractivo en el contexto de un mayor uso de las energías renovables y limpias. En consecuencia se plantean actualmente retos importantes para el desarrollo de tecnologías adecuadas, tanto en la producción de hidrógeno libre de CO2, como en su transporte y almacenamiento seguro, y en su combustión eficiente para producir calor ó electricidad en una pila de combustible. Sobre la base de los proyectos previos del grupo en el estudio de hidruros complejos para almacenamiento de hidrógeno y en el desarrollo de catalizadores y procesos integrados de generación y uso del hidrógeno en aplicaciones portátiles; se abordarán en este proyecto nuevas investigaciones para desarrollar catalizadores novedosos soportados sobre estructuras porosas: membranas y espumas de materiales poliméricos, metálicos y cerámicos de alto interés actual. Los catalizadores se desarrollarán y estudiarán en reacciones seleccionadas de generación y combustión de acuerdo a las siguientes líneas de actuación:
1) Desarrollo de materiales novedosos con alto valor añadido del conjunto soporte-catalizador. Por un lado los soportes porosos basados en membranas de PTFE, espumas metálicas de Ni y espumas cerámicas de SiC. El objetivo es desarrollar los nuevos catalizadores sobre soportes de interés como membranas separadoras, electrolitos, electrodos ó combustores de hidrógeno. Los nuevos catalizadores persiguen la reducción del uso de metales nobles (i.e. bimetálicos Pt-Cu, Ni-Fe) y el desarrollo de nuevos materiales metal-metaloide (carburos, boruros, etc.). Se usarán métodos químicos de impregnación, y muy especialmente la tecnología de deposición de películas delgadas, pulverizacón catódica, que hemos aplicado recientemente con éxito a la fabricación de catalizadores de Co. La metodología abre un campo de investigación de gran interés al permitirnos el control de la microestructura y/o la composición (i.e. Co, Co-B, Co-C) de los catalizadores a demanda.
2) La caracterización microestructural y química de los nuevos materiales y catalizadores desarrollados en el proyecto. Se trata típicamente de materiales con una microestructura y nanoestructura controlada en donde las modernas técnicas nanoscopicas van a jugar un papel fundamental en la fabricación a medida de estos.
3) Estudio de actividad en tres ensayos catalíticos: i) la generación hidrolítica de hidrógeno, ii) la descomposición fotocatalítica del agua y iii) la combustión catalítica del hidrógeno. Todas ellas reacciones de alto interés en el contexto del uso del hidrógeno como vector de transporte y almacenamiento de energías renovables.
–Sobre la base de los resultados obtenidos en estas líneas de actuación, el proyecto se ha diseñado para alcanzar un conocimiento fundamental y un diseño racional en la nanoescala de catalizadores soportados en sustratos porosos. Las relaciones composición-estructura-propiedades se investigarán usando los ensayos catalíticos y fotocatalíticos acoplados a la microscopía electrónica de alta resolución analítica y otras técnicas espectroscópicas.
