Grupos de Investigación
 
ELECTROQUÍMICA APLICADA Y ELECTROCATÁLISIS
 
 

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INVESTIGADORES

· MONTIEL LEGUEY, VICENTE (Director)

· ALDAZ RIERA, ANTONIO
· BROTONS CUEVAS, ARIADNA
· EXPOSITO RODRIGUEZ, EDUARDO
· GALLUD MARTINEZ, FRANCISCO
· GARCIA CRUZ, LETICIA
· GARCIA GARCIA, VICENTE
· GOMEZ MINGOT, MARIA
· GOMIS BERENGUER, ALICIA
· HERNANDEZ IBAÑEZ, NAIARA
· INIESTA VALCARCEL, JESUS
· MONTIEL LOPEZ, MIGUEL ANGEL
· SAEZ FERNANDEZ, ALFONSO
· SANCHEZ SANCHEZ, CARLOS
· SOLLA GULLON, JOSE
· VALERO VALERO, DAVID MANUEL
· VALLES ABARCA, JOSE ANTONIO

LINEAS DE INVESTIGACIÓN

·  Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos.
  Se estudia el comportamiento de procesos electroquímicos alimentados con la energía procedente de paneles fotovoltaicos, en forma directa panel-reactor electroquímico o en forma indirecta panel-acumuladores-reactor electroquímico. Se está estudiando el proceso de desalinización de aguas salobres por electrodiálisis y modelizando el sistema para su mejor optimización. En un futuro se pretende estudiar la síntesis de hidrógeno como vector energético alimentado el reactor electroquímico con energía solar.

·  Bioelectroquímica de Biomacromoléculas

·  Diseño de nuevos reactores electroquímicos y de la Ingeniería de los procesos.
  Se estudian todos los aspectos relacionadas con el diseño y caracterización de un reactor electroquímico: aspectos hidrodinámicos, energéticos y de distribución de corriente especialmente en la geometría de reactor filtro-prensa tanto desde un punto de vista experimental como en la modelización del sistema mediante programas de cálculo basados en elementos finitos y diferencias finitas (Femlab). Esta modelización se puede extender a otras geometrías y sistemas (reactor de cátodo rotatorio, electrodos tridimensionales)

·  Sensores y Biosensores Electroquímicos

·  Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis.
  La investigación se centra en el estudio de la relación existente entre composición y estructura superficiales de nanopartículas de metales simples y aleaciones y su actividad electrocatalítica. Las reacciones en estudio son la oxidación de pequeñas moléculas C1 susceptibles de ser empleadas en una pila de combustible orgánico/aire y la oxidación de hidrógeno conteniendo pequeñas proporciones de CO como combustible empleado en la pila hidrógeno/aire. Se estudian también diferentes métodos de síntesis y fabricación de nanopartículas que pueden ser eficientes catalizadores para diversos procesos de síntesis y/o destrucción de materiales orgánicos por vía electroquímica.

·  Síntesis electroquímica (productos orgánicos e inorgánicos)
  Nuestro grupo tiene una amplia experiencia en el desarrollo de procesos de síntesis de productos orgánicos e inorgánicos mediante el uso de la electroquímica. Destacan importantes aplicaciones en el campo de la síntesis de productos farmacéuticos y en el campo de la Química Fina. Como ejemplos destacables se puede citar la sustitución de procesos de reducción convencionales que utilizan reductores como cinc y estaño por métodos de reducción electroquímicos sobre cátodos adecuados que evitan la presencia de contaminantes en las aguas residuales. También tenemos experiencia en la síntesis electroquímica de oxidantes tales como el hipoclorito, el ácido crómico, sales de Ce (IV) o Fe(III) que pueden ser empleados para la síntesis de productos orgánicos o para la destrucción de estos. Además los procesos suelen presentan costes económicos más reducidos y evitan la necesidad de mantener stocks de reactivos.

·  Sistemas de generación y acumulación de energía eléctrica.

·  Sonoelectroquímica y electrocatálisis
  Se estudia la influencia de un campo de ultrasonidos en los procesos electródicos, con especial relevancia al efecto de la cavitación y los efectos derivados de ella (generación de radicales, activación de la superficie electródica, aumento del transporte de materia). Se estudia también su posible aplicación a la preparación y caracterización de superficies, tratamiento de aguas residuales, especialmente con compuestos de baja biodegradabilidad.

·  Tratamiento de aguas residuales por métodos electroquímicos
  Estamos especializados en la destrucción de contaminantes orgánicos en aguas residuales mediante el uso de procesos basados en la oxidación anódica que son muy eficientes en la degradación total o parcial de productos tóxicos no biodegradables en sectores como el textil donde se emplean colorantes y es necesario disminuir las cargas de DQO y COT en las aguas residuales generadas. Hemos iniciado una línea de fabricación de electrodos de difusión de gas que tienen una gran aplicación en la destrucción de productos orgánicos. Asimismo, disponemos de infraestructura para llevar a cabo procesos de electrocoagulación que permiten separar sustancias orgánicas desde aguas residuales mediante el uso de corriente eléctrica y sin necesidad de aditivos. Otra línea de investigación es el uso de electrodialisis que permite la desalinización de aguas salobres y la purificación de productos orgánicos valiosos que contengan sales, además de la posibilidad de reutilizar el agua. En el campo galvánico trabajamos en la recuperación y/o eliminación de metales pesados y metales preciosos desde aguas residuales procedentes de sectores como el galvánico. Por último, estamos iniciando una línea de investigación relacionada con la electroremediación de suelos cuyo objetivo es la destrucción de tóxicos o la eliminación de metales pesados mediante el uso de corriente eléctrica en suelos contaminados.

OFERTA TECNOLÓGICA - CAPACIDADES

Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis.

Estudio de la relación existente entre composición y estructura superficiales de nanopartículas de metales simples y aleaciones y su actividad electrocatalítica. Se estudian también diferentes métodos de síntesis y fabricación de nanopartículas.

Sistemas de acumulación y generación de energía eléctrica

Experiencia en el diseño, caracterización y funcionamiento de acumuladores redox y semiredox para la acumulación de energía eléctrica. Diseño y utilización de pilas de combustible con catalizadores nanoparticulados.

Bioelectroquímica de Biomacromoléculas

Estudio de los procesos de transferencia electrónica en proteínas redox y biomoléculas en general. Uso de materiales carbonosos con diferentes propiedades texturales y estructurales para llevar a cabo la inmovilización/adsorción de proteínas

Sensores y Biosensores Electroquímicos

Estudio de los cambios metabolómicos en sistemas biológicos (medios de cultivo celular o muestras clínicas, ADN y proteínas en fluidos biológicos) sometidos a estrés oxidativo. Diseño y desarrollo de sensores y biosensores electroquímicos. Miniaturización y multianálisis de dispositivos electroquímicos desechables.

Síntesis electroquímica (productos orgánicos e inorgánicos)

Amplia experiencia en el desarrollo de procesos de síntesis electroquímica de productos orgánicos e inorgánicos. Aplicaciones en el campo de la síntesis de productos farmacéuticos y de la Química Fina

Diseño de reactores electroquímicos

Se estudian todos los aspectos relacionadas con el diseño y caracterización de un reactor electroquímico tipo filtro-prensa. El diseño y modelización se puede extender a otras geometrías y sistemas (reactor de cátodo rotatorio, electrodos tridimensionales)

Tratamiento de aguas residuales por métodos electroquímicos

Destrucción o eliminación de materia orgánica por oxidación anódica o electrocoagulación. Eliminación o recuperación de metales por electrocoagulación o electrodeposición. Desalinización por electrodiálisis de aguas salobres y de productos orgánicos. Electro-remediación de suelos para destruir tóxicos o eliminar metales pesados.

Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos

Acoplamiento directo de reactores electroquímicos con paneles fotovoltaicos. Ello permite utilizar sistemas electroquímicos en lugares remotos donde no existe red eléctrica o minimizar los costes de energía eléctrica. Estas agrupaciones son particularmente útiles en los procesos electroquímicos de desalación o de destrucción de materia orgánica.


OFERTA TECNOLÓGICA - RESULTADOS

15 patentes de las cuales cuatro internacionales sobre síntesis electroquímica, desalinización y fabricación de DSA.
Fabricación de electrocatalizadores soportados y de nanoparticulas de metales y aleaciones.

Escalado de procesos desde el laboratorio a la Industria

Poseemos instalaciones y experiencia en el diseño de procesos electroquímicos en áreas como la síntesis de productos químicos y el tratamiento de aguas residuales, que nos permiten llegar a transferir los resultados obtenidos a los sectores industriales interesados. Todo ello gracias a nuestras plantas a escala laboratorio, piloto y demostrativo-industrial que junto con nuestras instalaciones analíticas y nuestro experimentado equipo humano nos permiten ofrecer soluciones reales a los problemas que se nos planteen y que puedan tener una solución electroquímica.
Se han desarrollado síntesis en las que se han obtenido de 400 kg a 14.000 kg de productos farmacéuticos.

PALABRAS CLAVE

Electrocatalisis, nanoparticulas, DSA, electrodos de difusión, pilas de combustible, agua, DQO, COT, síntesis electroquimica, productos farmaceúticos, quimica fina, electrodialisis, desalinizacion, electrocoagulación, metales pesados, galvánico, tóxicos, tratamiento de efluentes, energía solar, sonoelectroquímica, reactores electroquimicos, modelos de flujo hidrodinámico, escalado, plantas piloto, sensores y biosensores electroquímicos, electroanálisis, bioelectroquímica

INFRAESTRUCTURA RELEVANTE DISPONIBLE (RELACIÓN)

ESCALA LABORATORIO: Pontenciostatos, y diversos sistemas electroquímicos. Reactores tipo filtro-prensa, sonoreactores
Plantas piloto para síntesis electroquímica orgánica e inorgánica (procesan lotes de 20 Litros). Plantas piloto de electrodialisis que permiten llevar a cabo lotes de 20 litros). Plantas piloto para el tratamiento de aguas residuales por oxidación anódica directa o indirecta

ESCALA PRE-INDUSTRIAL: Disponemos de una planta piloto pre-industrial totalmente equipada que dispone de reactores electroquímicos tipo filtro-prensa y electrodializadores y que nos permiten realizar lotes de procesado de hasta 600 Litros. Disponemos de un electrocoagulador que permite procesar hasta 100 Litros/hora en continuo.

 
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