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 el presente proyecto se abordará el estudio de los distintos procesos que conducen a la configuración final integrada de sistemas de generación y uso del hidrógeno principalmente en aplicaciones portátiles (y potencialmente escalables para aplicaciones estacionarias). En particular se trabajará en este proyecto en las siguientes líneas de actuación:
a) Investigación en nuevos compuestos ligeros para su uso en procesos de generación de hidrógeno en pequeña escala por vía química (hidrólisis). Típicamente reacciones de hidrólisis de borohidruros (i.e. NaBH4) y compuestos tipo borano de amoníaco, hidrazinas ó borano hidrazina. Este area incluye el desarrollo de catalizadores en la nanoescala utilizando métodos de vía húmeda para su síntesis: Nanoestructuras metal-metaloide (tipo Co-B, Co-B-P y similares) y catalizadores bimetálicos (que incluyan ó no metaloide) de bajo coste potenciando efectos sinérgicos (tipo CoRu, NiPt ó Co-Ru-B). Incluye también el desarrollo de reactores portátiles para estos procesos y el desarrollo de nuevos sustratos y monolitos, estudios de adherencia del catalizador y durabilidad.
b) Investigación en nuevos sistemas anfitrión-huésped (host-guest) que contengan hidrógeno para el almacenamiento reversible (carga/descarga). Principalmente soportes (anfitrión) porosos del tipo “nanoscaffolds” (basados en C ó BN) infiltrados con borohidruros (huésped) (i.e. borohidruro de titanio) típicamente utilizados para el almacenamiento reversible de hidrógeno. Estos nuevos materiales deben presentar cinéticas de carga y descarga mejoradas.
c) Estudios de acoplamiento de un sistema generador de hidrógeno de bajo coste a una celda de combustible. Típicamente un reactor continúo para la hidrólisis del NaBH4 con catalizador Co-B que suministra H2 en condiciones de flujo constante para alimentar directamente una pila de combustible tipo PEM de 60 W.
d) Estudios fundamentales para el desarrollo de catalizadores y soportes para la combustión controlada de hidrógeno. Es una línea nueva en el grupo de investigación que se basa en preparar por vía húmeda catalizadores nanoparticulados de metal noble sobre soportes comerciales de cerámicas porosas (tipo SiC). Incluye el diseño de un reactor para el estudio en escala laboratorio de la producción de calor por combustión controlada de hidrógeno.
e) Desarrollo de la tecnología de pulverización catódica (“magnetrón sputtering”) para la preparación de catalizadores y nano-estructuras sobre diversos sustratos de aplicación en los procesos desarrollados en los apartados anteriores. El grupo tiene una amplia experiencia en esta tecnología que se aplicaría de manera novedosa en este proyecto permitiendo una gran versatilidad en cuanto a la nanoestructura, composición y aditivos para mejorar la actividad, durabilidad y selectividad de los catalizadores.
f) Caracterización microestructural y química de los nuevos materiales y catalizadores desarrollados en el proyecto. Se trata típicamente de materiales con una nanoestructura controlada en donde las modernas técnicas nanoscopicas van a jugar un papel fundamental en la fabricación a medida de estos materiales.