LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA APLICADA Y ELECTROCATALISIS. Grupo de investigación constituido por el profesor Antonio Aldaz Riera en el año 1983

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1 LABORATORIO DE ELECTROQUIMICA APLICADA Y ELECTROCATALISIS Grupo de investigación constituido por el profesor Antonio Aldaz Riera en el año 1983 Síntesis electroquímica (productos orgánicos e inorgánicos) Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis Diseño de reactores electroquímicos y de la Ingeniería de los procesos Sistemas de acumulación de energía eléctrica Sensores y Biosensores electroquímicos Bioelectroquímica de Biomacromoléculas Tratamiento de aguas residuales por métodos electroquímicos Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos En la actualidad, el grupo cuenta con 8 doctores, 4 doctorandos y 1 Ingeniero y está dirigido por el profesor Vicente Montiel Leguey 1

2 Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis OBJETIVOS GENERALES Síntesis, caracterización y comportamiento electrocatalítico de diferentes tipos de nanopartículas para su aplicación en reacciones electroquímicas de interés Síntesis: Microemulsion Coloidales Solvotérmicos Hidrotérmicos Caracterización Física: TEM, HRTEM XRD XPS, etc ESPECIFICOS Composición atómica: Pt, Pd, Au, aleaciones, Sn, In, Bi, Pb Tamaño de partícula Forma/estructura superficial Caracterización electroquímica: Limpieza superficial Estructura Superficial Propiedades Electrocatalíticas: Oxidación compuestos C1, C2 Reducción O 2 Reducción CO 2 2

3 Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis Au Pd Pt Forma y tamaño Au 2-4 nm Au nm Au nm Au nm 3

4 Aleaciones Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis d=12.9 ± 2.7 nm A B C Counts Particle size/nm Pt 30 Ni 51 Co 19 A D B PtRu, PtIr, PtRh, PtPd, Pt Co Ni Pt Co Ni E 4

5 Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis Nanopartículas SOPORTADAS Soportes de: Negro Carbón Nanotubos (SW y MW) Nanofibras Sílica Alúmina 5

6 Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis PROCESO SÍNTESIS A ESCALA: ESCALA LABORATORIO ESCALA PREPILOTO ESCALA PILOTO Volumen Máximo ~ 2 L Volumen Máximo ~ 5 L Volumen Máximo ~ 50 L Masa catalizador ~ 1 g Masa catalizador ~ 1-2 g Masa catalizador ~ 10 g 6

7 Síntesis, caracterización y comportamiento electroquímico de nanopartículas. Electrocatálisis Ensayos electrocatalíticos SECM RDE Raman DEMS 7

8 Diseño, caracterización y fabricación de electrodos de difusión de gas OBJETIVOS GENERALES Investigación en nuevas estrategias y materiales para la fabricación de electrodos de difusión de gas ESPECIFICOS Electrodos de difusión para la síntesis de peróxido de hidrógeno Fabricación de electrodos de difusión de gas catalizados con metales como: Platino, Plata, Cobre,... Incorporación de materiales nanoestructurados 8

9 Diseño, caracterización y fabricación de electrodos de difusión de gas EQUIPAMIENTO DE QUE SE DISPONE Muflas y hornos de atmósfera controlada 9

10 Diseño, caracterización y fabricación de electrodos de difusión de gas EQUIPAMIENTO DE QUE SE DISPONE Prensa hidráulica Sistema electroquímico para probar los EDG s 10

11 Diseño, caracterización y fabricación de electrodos de difusión de gas EQUIPAMIENTO DE QUE SE DISPONE IMPRESORA 3D Sistema de funcionamiento: Fused Filament Fabrication Volumen de impresión: 400x400x400mm Materiales de fabricación: ABS, PC, Nylon, PP Material de soporte: PVA Grosor de capa: mm 11

12 OBJETIVOS Bioelectroquímica de biomacromoléculas GENERALES Estudio, desarrollo y caracterización de sistemas electroquímicos basados en el uso de biomacromoléculas ESPECIFICOS la modificación (nitración, cloración yodación en residuos de aminoácidos de tirosina y triptófano) electroquímica de proteínas junto con estudios funcionales y estructurales de las proteínas modificadas y su relación con el estrés oxidativo y otras enfermedades la utilización de medios exóticos, como por ejemplo los líquidos iónicos, en procesos de electrosíntesis y electroanálisis de moléculas y biomoléculas de interés con aplicaciones en biomedicina. Utilización de macromoléculas híbridas formadas por grupos benzo- y antra-quinónicos Manejo de sistemas enzimáticos específicos para interés sintético. Elección de enzimas y anclaje en materiales electródicos apropiados 12

13 Bioelectroquímica de biomacromoléculas Preparación de bioelectrodos Espumas de carbón Carbones mesoporosos 2,0x10-6 0,0-2,0x10-6 I (A) -4,0x ,0x ,0x ,0x ,2x10-5 Adición enzima 1mg/mL Rh 0.5mM NADH 0.5mM Ensayos a la gota -1,4x mV/s -0,8-0,6-0,4-0,2 0,0 0,2 E (V) Caracterización electroquímica Escalado Proceso a escala laboratorio 13

14 OBJETIVOS Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos GENERALES Diseño y optimización de procesos electroquímicos alimentados por energía solar fotovoltaica: Obtención de agua desde corrientes salinas por electrodialisis Descontaminación de aguas mediante electrocoagulación Obtención de hidrógeno a partir de agua de mar ESPECÍFICOS Modelización de paneles solares y procesos electroquímicos. Diseño de un modelo global que simule el comportamiento real de un campo solar acoplado a un proceso electroquímico Diseñar sistemas completos y autónomos que puedan funcionar en sistemas remotos para las aplicaciones reseñadas anteriormente 14

15 Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos Material relevante del que se dispone 1000 paneles con una potencia de pico de 38,4 kw 15 15

16 Aplicación de la energía solar fotovoltaica en procesos electroquímicos Sistema bajo patente Sistema de Electrodiálisis alimentado con Paneles Solares Fotovoltaicos Planta piloto de demostración con capacidad de generar 1 m 3 /día de agua potable para el consumo humano con: Pre-tratamiento: Micro-filtración a 50 y 10 micras Electrodializador: Electrodializador EURODIA EUR 6 80 con 80 células, 4.4m 2 de área de membrana total Post-tratamiento: sistemas de potabilización mediante generación electroquímica de cloro y tratamiento UV Alimentado directamente por Paneles Solares Fotovoltaicos (Potencia Máxima del campo solar: 75 kw. 16

17 Equipamiento de planta piloto del grupo Equipo de Electrocoagulación Prototipo de TREAC 1000 Capacidad de tratamiento de 1000L/h. Totalmente automatizado, equipado con depósito de preacondicionamiento, sistema de adición de floculante, sedimentador, filtro prensa y columna de carbón activo Reactor Electroquímico Filtro Prensa ID Electroquímica REIM Equipado con dos células y 0.66m2 de área geométrica total. 17

18 Pueden ponerse en contacto con nosotros mediante correo electrónico en la dirección: o bien mediante correo convencional en la dirección: Grupo de Electroquímica Aplicada y Electrocatálisis Dept. Química Física-Instituto de Electroquímica Universidad de Alicante Apartado de Correos 99, Alicante (España) Teléfono: (Vicente Montiel) Fax :