Generación e interacciones de plasmas con ondas acústicas en materiales piezoeléctricos de fundamentos y al desarrollo de microrreactores para procesos reactivos en fase gas

PLASMATUNES explora la generación microplasmas en plataformas piezoeléctricas activadas mediante ondas acústicas (OA) y la interacción de estas OAs (que producen un potencial eléctrico variable) con plasmas generados por fuentes externas. Las OAs encuentran aplicaciones en múltiples campos que van desde la ciencia de materiales hasta las ciencias de la vida. Sin embargo, su uso para la generación de microplasmas en piezoeléctricos es completamente nuevo e inexplorado, según el conocimiento del estado del arte del equipo de investigación. Recientemente, el grupo de investigación ha realizado una serie de experimentos sobre la interacción de OAs en piezoeléctricos con fuentes de plasma externas. En ellos se ha manifestado tanto el interés de estos procesos como la necesidad de estudios más sistemáticos para desentrañar los principios físicos implicados y desarrollar posibles aplicaciones. Con estas premisas, PLASMATUNES abrirá un nuevo campo que permitirá comprender mejor los microplasmas y sus interacciones con OAs. Se espera que los resultados tengan un gran impacto en la comunidad científica dedicada a los plasmas, así como la que trabaja en OAs. En concreto, se desarrollarán nuevos conceptos para describir la generación de estos microplasmas, su dependencia temporal y la posibilidad de sintonizarlos mediante la frecuencia de excitación de las OAs. Los avances del proyecto sentarán las bases para la inclusión de estos microplasmas en microrreactores para llevar a cabo procesos en fase gaseosa que permitan superar los cuellos de botella que limitan el uso de plasmas en diversos procesos de interés aplicado. El control del rendimiento de tales microrreactores mediante el análisis químico de los productos de reacción por espectrometría de masas y FTIR o el de las especies intermedias por espectroscopía de emisión, permitirán optimizarlos y mejorar los rendimientos respecto de los desarrollos clásicos en plasma-catálisis.

En los últimos estadios de PLASMATUNES se abordarán reacciones que, además de un interés científico evidente, tienen un alto interés ambiental e industrial. Se trata de la generación de H2 verde mediante el reformado seco de CH4 y la síntesis/descomposición de NH3. En este contexto, PLASMATUNES parte de un nivel de madurez tecnológica prácticamente cero (TRL 0), ya que parte de la premisa de tener que desarrollar la física implicada en los mismos, y se espera alcanzar un nivel TRL1 o TRL2 con la optimización del microrreactor final. Prueba del posible impacto social de PLASMATUNES es el interés mostrado mediante una carta de apoyo por una empresa nacional altamente competitiva como es Técnicas Reunidas. En dicha carta, manifiesta la importancia global que este tipo de investigaciones, que apuntan al desarrollo de tecnologías emergentes para resolver los desafíos que enfrenta la sociedad actual, tienen para diferentes ámbitos sociales y económicos.

Cabe además mencionar que el proyecto permitirá desarrollar una línea de investigación innovadora que, no habiéndose abordado en otros laboratorios a nivel global, situará a España como un actor importante en el panorama internacional en un tema disruptivo en el campo de la tecnología del plasma. Por otro lado, la realización de PLASMATUNES, en la que colaboran varios investigadores nacionales e internacionales, permitirá postular a proyectos europeos de carácter tanto fundamental como aplicado para afrontar nuevas tareas más ambiciosas e incrementar el TRL de esta tecnología.

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