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Proyectos de Investigación

Técnicas Flash para la obtención de óxidos de alta entropía con propiedades magnéticas (FOMAG)




01-02-2023 / 28-02-2026



Investigador Principal: Alejandro Fernando Manchón Gordón
Organismo Financiador: Junta de Andalucía
Código: ProyExcel_00360
Grupo de Investigación: Reactividad de Sólidos

El proyecto FOMAG se centra en la aplicación de novedosas técnicas de sinterizado rápido, como el Sinterizado Flash (FS), el Sinterizado Flash Reactivo (SFR) y el Sinterizado Flash Multifásico (MPFS), para la síntesis de óxidos de alta entropía (HEOs) con propiedades magnéticas de interés tecnológico. A pesar de que la técnica FS se propuso por primera vez en 2010, la SFR en 2018 y la MPFS en 2022, el interés por este proceso ha experimentado un notable crecimiento en diversas áreas científicas debido a su gran potencial científico y tecnológico.

Estas técnicas permiten la fabricación de materiales cerámicos a temperaturas y tiempos considerablemente inferiores a los requeridos por los métodos de sinterización convencionales, mediante la aplicación de una pequeña corriente eléctrica a través de la muestra. Además, las condiciones experimentales particulares de las técnicas Flash hacen posible la obtención de materiales cerámicos densos y nanoestructurados, lo cual resulta desafiante mediante métodos convencionales. De manera significativa, el sinterizado Flash no solo reduce de forma drástica el consumo energético necesario para el procesamiento de materiales cerámicos, sino que también amplía sus aplicaciones a nuevos materiales con fines tecnológicos. En este contexto, los HEOs son una clase emergente de materiales cerámicos que contienen cinco o más cationes en composiciones equimolares. La singularidad de estos sistemas, propuestos por primera vez en 2015, radica en su extrema complejidad química, combinada con su simplicidad cristalográfica, ya que los átomos se ordenan en una única estructura cristalina relativamente sencilla, superando las separaciones de fases típicas de sistemas altamente dopados. En términos de la estructura local, estos materiales constan de un número excepcionalmente alto de combinaciones diferentes de enlaces metal-oxígeno-metal, lo que afecta de manera inherente las interacciones magnéticas en función de factores como la geometría de coordinación, la valencia y el tipo de cationes metálicos circundantes. Esto da lugar a una diversidad de respuestas magnéticas muy interesantes.

FOMAG propone la aplicación de las técnicas FS, RFS y MPFS en la producción de HEOs con propiedades magnéticas, aprovechando las ventajas intrínsecas de estas técnicas, especialmente en la obtención de una alta densidad en sistemas donde esto resulta especialmente desafiante.


Análisis Fotofísico de parámetros que afectan a la eficiencia y la estabilidad de celdas solares de perovskita procesadas en seco: Procesos de activación y degradación




01-12-2022 / 30-11-2024



Investigador Principal: Hernán Míguez García / Juan Francisco Galisteo López
Organismo Financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación
Código: TED2021-129679B-C22
Componentes: Mauricio Calvo Roggiani, Gabriel Lozano Barbero
Grupo de Investigación: Materiales Ópticos Multifuncionales

La caracterización fotofísica avanzada ha demostrado ser una herramienta clave en el estudio de las propiedades optoelectrónicas de las perovskitas de metal-haluro. Durante la última década, las medidas de emisión y absorción resueltas en el tiempo han revelado la fotofísica única de este material y han contribuido a explicar tanto su excelente rendimiento en dispositivos fotovoltaicos y emisores de luz como sus principales limitaciones, como la inestabilidad del material. En consecuencia, esta caracterización se ha utilizado como una guía para la fabricación de materiales más allá de los enfoques basado en prueba y error, y han contribuido a convertir las perovskitas en la tecnología fotovoltaica de más rápido crecimiento en la actualidad. En este sentido, la caracterización óptica avanzada se empleará en el presente subproyecto (ESPER2) para llevar los dispositivos fotovoltaicos de evaporación térmica un paso más cerca del rendimiento óptimo en términos de eficiencia y estabilidad. Se realizará una combinación de caracterización óptica en estado estacionario y resuelta en tiempo en films y dispositivos de perovskita para comprender los factores que afectan a su rendimiento: la presencia de defectos en la red cristalina (y los medios para evitarlos a través de cambios en la composición y agentes pasivantes), la transferencia de carga desde la perovksita a las capas transportadoras adyacentes y la presencia de procesos fotoinducidos (como degradación y fotoactivación), así como la posibilidad de utilizar estos últimos como medio para mejorar las propiedades optoelectrónicas del material. Más allá de extraer información crítica sobre la recombinación y el transporte de carga, se llevará a cabo un diseño óptico para optimizar la recolección de luz dentro del dispositivo que emplee los materiales de mejor rendimiento. La caracterización propuesta ayudará a acercar una tecnología susceptible de ser utilizada para la producción en masa, como la deposición al vacío, a las demandas del mercado en términos de eficiencia y durabilidad.


Aplicaciones de Procesos Avanzados de desinfección de aguas con nanomateriales, para la reducción del impacto procedente de presiones urbanas, en el marco de la economía circular




01-12-2022 / 30-11-2024



Investigador Principal: Rosa Mosteo Abad (UNIZAR) / Mª Peña Ormad Melero (UNIZAR)
Organismo Financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación
Código: TED2021-129267B-I00
Componentes: María Carmen Hidalgo López (ICMS), Francisca Romero Sarria (ICMS), MªPilar Goñi Cepero (UNIZAR) y Encarnación Rubio Aranda (UNIZAR)
Grupo de Investigación: Fotocatálisis Heterogénea: Aplicaciones

El agua es uno de los recursos naturales que, por su carácter limitado y variable, tanto en cantidad como en calidad, debe ser protegido con especial intensidad, en consonancia con los Objetivos Medioambientales que apoyan la transición ecológica: el uso sostenible y la protección de los recursos hídricos y marinos, la economía circular, la prevención y control de la contaminación y la protección y recuperación de la biodiversidad y los ecosistemas. Estudios realizados en colaboración con la Confederación Hidrográfica del Ebro indican que las fuentes puntuales urbanas son las presiones que en la mayoría de los casos son la causa del incumplimiento de los objetivos de calidad ambiental establecidos por la DMA. Estos incumplimientos están relacionados principalmente con la contaminación microbiológica en las aguas receptoras de estos vertidos. Generalmente, al no existir una exigencia legal, las instalaciones de tratamiento de aguas residuales no incluyen procesos de desinfección que reduzcan la carga microbiológica de los efluentes y, en consecuencia, estos agentes se incorporan a las aguas naturales, limitando el uso que se hace de ellas, especialmente en el abastecimiento de poblaciones y en el uso recreativo (baño y otros). Asimismo, dicha contaminación en las aguas residuales limita la posibilidad de su posterior reutilización, reduciendo la capacidad de aumentar la disponibilidad de recursos hídricos. Es importante destacar que, la reutilización del agua para el riego agrícola también puede contribuir a la economía circular al recuperar los nutrientes del agua regenerada y aplicarlos a los cultivos y reduciendo la necesidad de uso suplementarias de fertilizantes minerales. Por lo tanto, es necesario intensificar la eficiencia del tratamiento de las aguas residuales mediante procesos no convencionales que mejoren la calidad del agua tratada con el objetivo final de permitir una reutilización segura de los efluentes (reglamento (UE) 2020/741). Por otro lado, el control de más parámetros microbiológicos es esencial para un correcto análisis de aplicación de las tecnologías. Consciente de esta necesidad, el grupo AySA lleva años desarrollando proyectos centrados en procesos convencionales y no convencionales, basados en procesos fotocatalíticos, aplicados a desinfección de aguas y control microbiológico en EDARs. El objetivo principal de este proyecto es seleccionar la mejor tecnología de desinfección de aguas residuales urbanas tratadas para su aplicación a gran escala mediante la mejora de los procesos de oxidación avanzada previamente estudiados en desinfección de este tipo de aguas. Además, el control microbiológico, no sólo de los indicadores bacterianos utilizados convencionalmente, sino también de los protozoos y de las bacterias endosimbióticas que se encuentran en el interior de las amebas, se considera muy relevante en este proyecto ya que, hasta donde sabemos, no existen estudios con una variedad tan amplia de microorganismos potencialmente patógenos. Se espera que este enfoque realista minimice el impacto en aguas receptoras y aumente la reutilización reduciendo el riesgo sanitario y ambiental.


Desarrollo de Nanogeneradores Piezoeléctricos Flexibles y de alta Eficiencia basados en Nanocompuestos Perovskita/PVDF (NANOGEN)




01-12-2022 / 30-11-2024



Investigador Principal: Rocio Moriche Tirado
Organismo Financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación
Código: TED2021-131458A-I00
Componentes: Francisco José Gotor Martínez (ICMS), María Jesús Sayagués de Vega (ICMS), Rosalía Poyato Galán (ICMS), Ana Morales Rodríguez (US), Felipe Gutiérrez Mora (US), Ángela Gallardo López (US)
Grupo de Investigación: Reactividad de Sólidos

Desarrollo de plasmas intermitentes operados con electricidad renovable para la eliminación y revalorización de CO2




01-12-2022 / 30-11-2024



Investigador Principal: Ana María Gómez Ramírez / Manuel Oliva Ramírez
Organismo Financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación "Transición Ecológica y Transición Digital"
Código: TED2021-130124A-I00
Componentes: Rafael Álvarez Molina, José Cotrino Bautista, María del Carmen García Martínez (US), Alberto Palmero Acebedo, Agustín R. González-Elipe
Grupo de Investigación: Nanotecnología en Superficies y Plasma

La emisión de CO2 representa actualmente un 77% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero con origen antropogénico, propiciando un aumento paulatino del calentamiento global del planeta con las consecuentes y nefastas repercusiones medioambientales que ello supone. Por tanto, es indudable la necesidad de propiciar una transición hacia una economía donde el uso intensivo de combustibles fósiles no sea el eje prioritario, favoreciendo el desarrollo de procedimientos de transformación y aprovechamiento químicos respetuosos con el medio ambiente mediante el uso de fuentes energéticas alternativas. El proyecto “Desarrollo de plasmas intermitentes operados con electricidad renovable para la eliminación y revalorización de CO2”, RENOVACO2, pretende el desarrollo de tecnologías de plasma atmosférico que usan la electricidad como vector energético directo para llevar a cabo procesos químicos convencionalmente abordados mediante técnicas catalíticas, que involucran altas presiones y temperaturas y usan catalizadores térmicos con elementos contaminantes y de difícil reciclado. 


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