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Proyectos de Investigación

Diseño de Catalizadores Avanzados para procesos de HDO: un apuesta revolucionaria para la conversión de biomasa: CLEVER-BIO




05-10-2021 / 31-12-2022



Investigador Principal: Tomás Ramírez Reina
Organismo Financiador: Junta de Andalucía
Código: P20_00667
Componentes: Luis Francisco Bobadilla Baladrón, José Antonio Odriozola Gordón, Laura Pastor Pérez, Anna Dimitrova Penkova
Grupo de Investigación: Química de Superficies y Catálisis

CLEVER-BIO propone un concepto revolucionario para la producción de biocombustibles limitando la emisión de gases de efecto invernadero sembrando las bases de una tecnología verde: conversión de residuos a combustibles y productos de alto valor. La idea central de CLEVER-BIO es el Desarrollo de catalizadores avanzados para llevar a cabo la reacción de HDO de bio-aceites derivados de lignina. El proyecto se llevara a cabo en 24 meses y comprende un programa intenso de investigación multidisciplinar con fuerte participación de instituciones internacionales.


Materiales Biomórficos para almacenamiento de energía




05-10-2021 / 31-03-2023



Investigador Principal: Joaquín Ramírez Rico
Organismo Financiador: Junta de Andalucía
Código: P20_011860 - PAIDI 2020
Componentes: María Dolores Alba Carranza, Alfonso Bravo León, Manuel Jiménez Melendo, Esperanza Pavón González
Grupo de Investigación: Materiales de Diseño para la Energía y Medioambiente

El objetivo principal de esta propuesta es desarrollar materiales de carbono a medida para aplicaciones relacionadas con tecnologías energéticas y medioambientales, con un enfoque en tres aplicaciones principales: almacenamiento de energía, soportes de catalizador en pilas de combustible y electrolizadores y el almacenamiento y captura de gas, especialmente hidrógeno y dióxido de carbono. Proponemos producir estos materiales mediante pirólisis de desecho de biomasa y otros residuos orgánicos. El uso de biomasa como precursor en la síntesis de materiales tiene interés dada su abundancia y bajo costo, y presenta una oportunidad para convertir los residuos de la industria agroalimentaria local en un producto de alto valor añadido.

BioMatStor desarrolla I + D en diferentes niveles de aplicación: fundamental para la caracterización y fabricación de la ciencia de los materiales, y ciencia aplicada para el modelado y caracterización de sistemas de almacenamiento de energía. Este proyecto combina ciencia de materiales e ingeniería energética con el objetivo de obtener materiales de alto rendimiento para una amplia gama de aplicaciones en la producción y almacenamiento de energía. Proponemos un enfoque multidisciplinar que tiene su base en la excelencia científica, responde a los desafíos sociales y puede resultar en una transferencia de tecnología significativa a la industria. Este proyecto también aborda los objetivos socio-estratégicos de Horizonte 2020, ya que tiene como objetivo contribuir a la mejora de nuestro entorno a través de la ciencia avanzada y la investigación multidisciplinar, y está totalmente alineado con los objetivos y políticas de la Unión Europea, Horizon2020, SET Plan y los objetivos RIS3 de la región de Andalucía.


Nuevos scaffolds piezoeléctricos de compuestos nanoestructurados para la regeneración ósea mediante fabricación aditiva (PIZAM)




01-09-2021 / 31-08-2024



Investigador Principal: Mario Monzón / Rubén Paz
Organismo Financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación
Código: PID2020-117648RB-I00. Plan Estatal 2017-2020 Retos Proyectos I+D+i
Componentes: Óscar Martel, Alberto Cuadrado, María Jesús Sayagués, Rocío Moriche, Ricardo Donate, M. Elena Alemán, Pablo Bordón, Paula Fiorucci, Francisco J. Rodríguez, Joaquín M. Antunes, Chaozong Liu
Grupo de Investigación: Reactividad de Sólidos

A pesar del drástico cambio que la ingeniería de tejidos o las terapias con células madre han introducido en las estrategias terapéuticas actuales, todavía existe una falta de funcionalidades en los biomateriales disponibles para el desarrollo de scaffolds para diversas patologías (grandes defectos osteocondrales, osteoporosis, etc.) que afectan a una gran parte de la población. PIZAM aborda este reto aportando scaffolds piezoeléctricos innovadores mediante Fabricación Aditiva (FA) basada en extrusión de material para mejorar la regeneración ósea. Los scaffolds con piezoelectricidad apropiada son capaces de influir positivamente en el proceso de proliferación y diferenciación de células mesenquimales para la regeneración de hueso, ya que existe evidencia científica de la relevancia que tienen las cargas eléctricas superficiales en el proceso de mecanotransducción por el cual las cargas mecánicas influyen sobre la respuesta biomolecular en el tejido óseo (material piezoeléctrico).

Para ello, PIZAM desarrollará materiales innovadores basados en compuestos nanoestructurados conteniendo Ba(Ti,Zr)O3-(Ba,Ca)TiO3 (nanopartículas de óxido cerámico sin plomo con estructura de perovskita). Estos materiales piezoeléctricos se suelen sintetizar mediante una reacción de estado sólido a alta temperatura o métodos basados en disoluciones, que son complejos, costosos y poco respetuosos con el medio ambiente. En PIZAM, la cerámica piezoeléctrica nanoestructurada se obtendrá por mecanosíntesis, una alternativa ecológica con menores costos de producción, desechos y consumo de energía. Las nanopartículas producidas se dispersarán en dos matrices poliméricas: PVDF (biocompatible y con elevada piezoelectricidad) y PLA (biocompatible, biorreabsorbible, baja toxicidad, alto rendimiento mecánico y con cristalinidad/piezoelectricidad ajustable).

Los materiales desarrollados serán procesados para obtener pellets/polvos que se utilizarán como materia prima para la producción de filamentos por extrusión. Estos filamentos se someterán a pruebas de procesabilidad en un equipo de FA de extrusión de material para optimizar los parámetros del proceso mediante algoritmos genéticos e interpolación Kriging. Durante las etapas de fabricación, se llevarán a cabo diferentes caracterizaciones para analizar el efecto de estos procesos en las propiedades fisicoquímicas/piezoeléctricas.

A continuación, se llevará a cabo un proceso de optimización del diseño de los scaffolds para la regeneración del tejido óseo mediante análisis por elementos finitos y algoritmos genéticos. Las estructuras óptimas se producirán por FA y se caracterizarán (propiedades mecánicas y piezoeléctricas). En el caso de scaffolds basados en PLA, se evaluará la evolución de estas propiedades a lo largo del tiempo de degradación. Aprovechando el efecto piezoeléctrico, se realizará una evaluación de las capacidades de los scaffolds para la monitorización en tiempo real.

Por último, el rendimiento biológico de los scaffolds se confirmará mediante un modelo in vitro con células mesenquimales y diferentes estímulos mecánicos para activar el efecto piezoeléctrico: una evaluación inicial sin estimulación (control); estimulación por ultrasonidos; y estimulación en un biorreactor de perfusión. Se analizará la proliferación, viabilidad y diferenciación de las células madre para comprender la relación en el proceso de mecanotransducción y su efecto en la respuesta biológica de los scaffolds.


Diseño de fotocatalizadores altamente eficientes mediante control de la nanoescala para la producción de H2 NanoLight2H2




05-10-2021 / 30-06-2023



Investigador Principal: Gerardo Colón Ibañez
Organismo Financiador: Junta de Andalucía
Código: P20-00156 - PAIDI 2020
Componentes: Alfonso Caballero Martínez, Rosa Pereñiguez Rodríguez, Juan Pedro Holgado Vázquez
Grupo de Investigación: Materiales y Procesos Catalíticos de Interés Ambiental y Energético

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de catalizadores heteroestructurados basados en óxidos semiconductores altamente eficientes (Nb2O5, WO3, TiO2 y Fe2O3) y g-C3N4, con control a nivel de la nanoescala, y potencial aplicación en la reacción de fotoreformado de alcoholes para la producción de H2.  Así mismo, se pretende estudiar la optimización del proceso catalítico mediante una aproximación multi-catalítica, mediante la combinación de termocatálisis y fotocatálisis. La producción fotocatalítica de H2 una reacción de gran interés desde el punto de vista energético mediante el uso de una tecnología limpia y sostenible como la fotocatálisis. En este proyecto se pretende el desarrollo de sistemas altamente eficientes para la producción de hidrógeno. Se prestará especial atención al diseño de heteroestructuras que permitan la optimización del proceso fotoinducido. De igual modo se incidirá en el uso de co-catalizadores alternativos a los tradicionales metales nobles; sistemas basados en metales de transición (Cu, Co, Ni), así como estructuras bimetálicas con metales nobles formado aleaciones o core-shell. Junto al proceso fotocatalítico en fase líquida, se estudiará la viabilidad de un proceso de fotoreformado en fase gas, basándonos en recientes estudios que ponen de manifiesto el efecto sinérgico de una aproximación foto-termo catalítica en estos procesos. De esta forma esta propuesta pretende abordar de forma ambiciosa el aumento de la eficiencia del proceso fotocatalítico a fin de poder plantear esta tecnología a mayor escala. En este sentido, además de los estudios de optimización de los catalizadores y del proceso fotocatalítico, se afrontará como algo primordial su escalado a planta solar piloto. 


Integración de Energía y Gasificación para procesos sostenibles (GENIUS)




05-10-2021 / 31-12-2022



Investigador Principal: José Antonio Odriozola Gordón
Organismo Financiador: Junta de Andalucía
Código: P20_00594
Componentes: Luis Francisco Bobadilla Baladrón, Laura Pastor Pérez, Anna Dimitrova Penkova, Tomás Ramírez Reina
Grupo de Investigación: Química de Superficies y Catálisis

GENIUS representa una propuesta innovadora para la conversion de bio-residuos en vectores energeticos sostenibles. El proyecto propone la combinacion de tecnologias maduras como la gasificacion y reformado acuaso para aportar soluciones cataliticas al proceso de conversion de bioresiduos. GENIUS desarrollara reactores de micronales que permiten el diseño de plantas compactas para el procesado de residuos lo que facilita su implementacion en aplicaciones deslocalizadas como por ejemplo explotaciones agricolas donde los residuos pueden convertirse en productos de valor añadido


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