17/04/2025

 

Una investigación liderada por el Instituto de Tecnología Química (ITQ, UPV-CSIC) ha llevado a cabo un estudio detallado del proceso de exsolución de nanocatalizadores metálicos en óxidos de perovskita dobles. Este trabajo revela información clave sobre cómo la temperatura influye en la composición de las nanopartículas exsueltas, cómo estas evolucionan durante los ciclos químicos, y proporciona la primera medición sobre la reversibilidad de nanopartículas ternarias aleadas.

El estudio, publicado en Journal of Materials Chemistry A, ha contado con la colaboración de instituciones científicas de España, Alemania y Argentina. Sus resultados son especialmente relevantes para el desarrollo de celdas electroquímicas reversibles, capaces de operar tanto como pilas de combustible como electrolizadores, lo que las convierte en tecnologías estratégicas para el almacenamiento de energía renovable y la producción de combustibles sostenibles.

Los óxidos de perovskita destacan por su versatilidad, sus propiedades ajustables y por diversas características químicas, lo que los convierte en materiales interesantes para el diseño de catalizadores en diversas aplicaciones de energía limpia, incluidas las pilas de combustible y electrolizadores para la conversión de CO₂ y agua en CO e hidrógeno. Su capacidad única para liberar y, potencialmente, reabsorber nanopartículas metálicas hace que estos materiales sean particularmente valiosos para crear catalizadores estables y de alto rendimiento.

En la última década, la exsolución ha destacado por ser una prometedora ruta de fabricación de nanocatalizadores metálicos soportados en óxidos. A través de la exsolución, los óxidos de perovskita pueden producir nanopartículas metálicas bien ancladas en condiciones controladas. Si este proceso también puede funcionar a la inversa, podría permitir la regeneración del catalizador.

Sin embargo, el conocimiento sobre la dinámica del proceso de liberación y reabsorción aún es limitado. Por ello, personal investigador del ITQ (UPV-CSIC), el Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB) de Alemania, el Sincrotrón ALBA y otras instituciones de investigación de España y Argentina, emplearon técnicas avanzadas de rayos X para observar en tiempo real la evolución de nanopartículas ternarias aleadas.

La investigación se centró en como tres metales – hierro, cobalto y níquel – se combinan para formar nanopartículas aleadas dentro de una estructura compleja de óxido, con el objetivo de comprender los factores que determinan la formación y la reversibilidad de las nanopartículas.

En esta investigación se ha demostrado que, a temperaturas más bajas, predominan las nanopartículas ricas en níquel debido a su mayor rapidez de difusión. En cambio, el aumento de la temperatura promueve la disolución de cobalto y de hierro, lo que conduce a una composición más homogénea. Este hallazgo demuestra el potencial para ajustar la composición de las nanopartículas con el control de la temperatura de disolución.

Además, el estudio analizó la reversibilidad del proceso de exsolución, evidenciando que algunas nanopartículas pueden reintegrarse en la red de perovskita tras la oxidación, mientras que otras permanecen en la superficie en un estado alterado. Esta reversibilidad tiene implicaciones importantes para la regeneración y la estabilidad del catalizador.

Para este análisis, se utilizaron dos técnicas avanzadas de rayos X en el Sincrotrón ALBA:  la línea de luz MSPD y la estación final NAPP de la línea de luz CIRCE.

Este trabajo ofrece una mayor visión sobre la formación de las nanopartículas metálicas complejas dentro de los materiales de óxido. La capacidad de controlar la composición de nanopartículas a través de la temperatura ofrece nuevas oportunidades para el diseño de catalizadores, y los conocimientos sobre la reversibilidad de estos procesos tienen implicaciones importantes para la longevidad y la regeneración de los catalizadores.

Estos hallazgos sobre cómo se forman y transforman las nanopartículas de metales mixtos podrían mejorar las aplicaciones de energía limpia, incluida la producción de combustibles renovables a escala industrial. Asimismo, la investigación demuestra el gran potencial de las técnicas avanzadas de rayos X para comprender las transformaciones complejas de los materiales, aportando valiosos conocimientos al campo del diseño y desarrollo de catalizadores.

Consulta el artículo en Journal of Materials Chemistry A

11/04/2025

 

La investigación desarrollada en el proyecto HYMET, del que forma parte el ITQ (UPV-CSIC), se ha centrado en la innovación dentro de la industria siderúrgica. Su enfoque se ha basado en desarrollar sistemas eficientes de reciclaje y valorización de residuos industriales y en la reducción de emisiones de carbono mediante el uso de hidrógeno, una materia prima renovable. Con ello se ha promovido la economía circular y la reducción del consumo de materias primas.

El proyecto alcanzó los objetivos establecidos en su configuración en todos los aspectos multidisciplinares que involucraba. Principalmente, se avanzó en el desarrollo de sistemas más eficientes y a mayor escala para la de producción de hidrógeno verde y se realizó una prueba de concepto para la reducción del residuo industrial.

En este último paquete de trabajo participó activamente el ITQ (UPV-CSIC), desarrollando el proceso a diferentes escalas, desde el estudio de la reacción a nivel de laboratorio, el desarrollo de reactor de planta piloto y, finalmente, participando en el diseño y construcción de una planta de demostración, en la que en el futuro se podrían producir varias toneladas de hierro.

El proyecto HYMET finalizó el pasado mes de marzo con una reunión de fin de proyecto a la que asistieron representantes del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI), CELSA, AMES, la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA), Técnicas Reunidas y Euro-Funding, además de personal del ITQ (UPV-CSIC).

Más sobre el proyecto HYMET

El proyecto HYMET planteó revolucionar el sector con la integración de tecnologías disruptivas en procesos productivos, para conseguir un impacto significativamente positivo en el medio ambiente.

El objetivo del proyecto HYMET ha sido el de estudiar nuevas tecnologías de reducción de óxido de hierro para la revalorización de la cascarilla de hierro, subproducto principal del proceso siderúrgico, además de disminuir las emisiones de carbono en los procesos de la industria metalúrgica, con el uso de agentes renovables, a través de sistemas de electrólisis altamente eficientes.

Para ello, la iniciativa se ha centrado en tres ejes principales: la reducción de la cascarilla (óxido de hierro), la generación de hidrógeno verde mediante tecnologías de electrólisis avanzadas (como SOEC y AEM) y el estudio de la captura de CO₂.

Consorcio internacional

El consorcio de HYMET está liderado por la Compañía Española de Laminación SL (CELSA) e incluye a empresas como Técnicas Reunicas S.A. (TR), Ames PM Tech Cernter AU (AME), Ariema Energía y Medioambiente, S.L. (ARI), y AE S.A. (AES). También cuenta con el respaldo de reconocidos centros tecnológicos y académicos, como el Institut de Recerca en Energía de Catalunya (IREC) y diversas instituciones del CSIC, así como la Universidad de Huelva (UHU).

09/04/2025

El ITQ (UPV-CSIC) ofrece 17 becas formativas JAE Intro para que el estudiantado interesado pueda conocer las diferentes ramas científicas que se desarrollan en un centro de investigación de excelencia como el ITQ.

El Programa JAE Intro concede becas de iniciación a la investigación a estudiantes universitarios que se encuentran en el último curso de grado o máster oficial y que cuentan con un expediente académico excelente. El objetivo de estas becas es dar a conocer los centros e institutos vinculados al CSIC.

Estas ayudas tienen una duración de 7 meses consecutivos, con una dedicación horaria de 20 horas semanales. Las becas se desarrollarán exclusivamente de forma presencial en las instalaciones del ITQ.

Ampliación del plazo de solicitud hasta el 9 de mayo de 2025. 

BECAS JAE INTRO – ITQ (UPV-CSIC)

Referencia / Programas formativos ITQ / Investigador-a Principal / Página web / Contacto

1. JAEINT25_EX_0838 – “Chiral halide perovskite microcrystals for photonics and photovoltaics” – Pedro Atienzar Cordillo – https://fotonica.blogs.upv.es/ atienzar@csic.es

 

2. JAEINT25_EX_0396 – “Preparación de soportes catalíticos para electrocatálisis a temperaturas intermedias” – María Balaguer Ramírez – https://itqmembranes.itq.webs.upv.es/ balaguer@csic.es

 

3. JAEINT25_EX_0751 – “Computational study of acid-catalyzed pathways for isobutene production using zeolites” – María Mercedes Boronat Zaragoza – https://amcat.webs.upv.es/ – boronat@itq.upv.es

 

4. JAEINT25_EX_0568 – “Síntesis de nuevos materiales híbridos para la generación fotocatalítica de agua oxigenada” – Francisco Boscá Mayans – https://pama.itq.webs.upv.es/ – bosca@csic.es

 

5. JAEINT25_EX_0001 – “Perrenatos metálicos soportados como catalizadores multifuncionales para el reciclado de residuos plásticos mediante despolimerización hidrogenativa” – José Ramón Cabrero Antonino – https://itq.upv-csic.es/ – jcabrero@itq.upv.es
6. JAEINT25_EX_1480 – “Desarollo de materiales nano-estructurados para activación selectiva de CO2” – Patricia Concepción Heydorn – https://itq.upv-csic.es/en/empleado/concepcion-heydorn-patricia – pconcepc@upvnet.upv.es

 

7. JAEINT25_EX_0385 – “Catalizadores de metales de transición para la conversión de bioetanol a etileno y otros productos de interés” – Marcelo Eduardo Domine Maccari – https://itq.upv-csic.es/ – domine@csic.es

 

8. JAEINT25_EX_1148 – “Hidrogenación catalítica de productos de la biomasa con complejos de hierro (II) y fosfanos” – Marta Feliz Rodríguez – https://itq.upv-csic.es/ – mfeliz@itq.upv.es

 

9. JAEINT25_EX_1058 – “Diseño de catalizadores multifuncionales para la síntesis de alcoholes mediante hidrogenación de CO2” – Daviel Gómez Acosta – https://itq.upv-csic.es/ – dgomaco@itq.upv.es

 

10. JAEINT25_EX_0622 – “Desarrollo y síntesis sostenible de potenciales fármacos antitumorales basados en la Medicina Tradicional China” – Miguel Ángel González Cardenete – https://itq.upv-csic.es/empleado/gonzalez-cardenete-miguel-angel – migoncar@itq.upv.es

 

11. JAEINT25_EX_0366 – “Diseño racional de nuevos materiales y metodologías catalíticas para la síntesis de moléculas orgánicas de alto valor industrial” – Belén Lerma Berlanga – https://catsusorg-itq.webs.upv.es/ – blerber@itq.upv.es

 

12. JAEINT25_EX_0648 – “Síntesis y evaluación de fotocatalizadores heterogéneos para la fotodegradación simultánea de microplásticos y compuestos orgánicos persistentes en ag” – María Luisa Marín García – https://pama.itq.webs.upv.es/ – marin@csic.es

 

13. JAEINT25_EX_1503 – “New catalytic routes for the production of bio-isobutene” – María Cristina Martínez Sánchez – https://amcat.webs.upv.es/ – martinez@csic.es

 

14. JAEINT25_EX_0560 – “Preparación y evaluación de catalizadores heterogéneos para realizar de manera más sostenible reacciones orgánicas de interés” – Marta Mon Conejero – https://catsusorg-itq.webs.upv.es/ – marmoco@itq.upv.es

 

15. JAEINT25_EX_0685 – “Catalizadores sólidos como alternativa a la catálisis homogénea para reacciones orgánicas de interés industrial” – Judit Oliver Meseguer – https://catsusorg-itq.webs.upv.es/ – oliver.meseguer@csic.es

 

16. JAEINT25_EX_1024 – “Fundamentos de la fotovoltaica auto-reparable basada en perovskitas de haluro metálico” – Pablo P. Boix – https://orcid.org/0000-0001-9518-7549 – p.boix@itq.upv.es

 

17. JAEINT25_EX_0722 – “Obtención de bioalcoholes de cadena corta a partir de moléculas plataforma procedentes de biomasa” – María José Sabater Picot – https://itq.upv-csic.es/ – sabater.picot@csic.es

❗ Si estás estudiando o vas a estudiar el Máster Oficial en Química Sostenible en la UPV, y cumples los requisitos establecidos en las bases, puedes optar a unas de las becas JAE Intro que ofrece el centro de investigación.

¡No pierdas la oportunidad y presenta tu candidatura!

🔗  Formulario de solicitud

04/04/2025

El Prof. Hermenegildo García, investigador del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de investigación de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y catedrático de la UPV ha sido galardonado con el Premio Luso-Español de Química 2024. Este reconocimiento lo otorga la Sociedade Portuguesa de Química (SPQ) y la Real Sociedad Española de Química (RSEQ).

El premio reconoce a Prof. Hermenegildo García por su excelencia investigadora y por sus contribuciones en el ámbito de la fotoquímica y la catálisis heterogénea, así como por su fuerte compromiso con el impulso y fortalecimiento de la cooperación científica entre España y Portugal.

El Premio Luso – Español de Química 2024 tiene como objetivo destacar la investigación científica con proyección internacional llevada a cabo en España y Portugal en el campo de la Química.

 

Prof. Hermenegildo García

Hermenegildo García Gómez (Canals, 1957) es catedrático de la UPV y desarrolla su labor investigadora en el ITQ (UPV-CSIC). A lo largo de su carrera científica ha logrado importantes resultados en la conversión de la energía solar en hidrógeno verde y combustibles mediante el desarrollo de fotocatalizadores, algunos de ellos basados en grafenos.

A nivel internacional, ha destacado en la catálisis heterogénea con catalizadores porosos y nanopartículas, contribuyendo a áreas como la fotocatálisis, la catálisis con nanopartículas de oro y los combustibles solares. Ha sido reconocido como «Highly Cited Researcher» durante 12 años consecutivos y figura entre el 1% de los científicos más citados a nivel mundial en Química, Ciencia de Materiales y Ciencia Ambiental.

Entre sus numerosos reconocimientos destacan el Premio Nacional de Investigación Enrique Moles (2021), el Premio Rey Jaime I en Nuevas Tecnologías (2016), la Medalla de la Real Academia de Ciencias de España (2023), la ERC Advanced Grant (2024) y el Yueqi Award de la Universidad de Minería y Tecnología de China (2021). Además, ha sido distinguido como Doctor Honoris Causa por la Universidad de Bucarest y es Profesor Honorario en la Universidad Rey Abdulaziz desde 2015.