Assignatura: Nano energia: Nano materials i dispositius per energies sostenibles.

Quadrimestre: Primavera

CONTINGUTS:

Introducció: Nanomaterials, materials mesoporosos i zeolites. Rutes de síntesis i mètodes d’obtenció. Característiques estructurals i morfològiques. Característiques elèctriques, òptiques i electroquímiques. Tècniques de caracterització i anàlisis.

Emmagatzematge d’energia: Hidrogen líquid. Absorció física i química de gasos (hidrogen) en una superfície. Tècniques de mesures.
Hidrurs metàl·lics, carbonis, Metal Organic Frameworks, MOF, i altres materials de gran superfície. Hidrurs complexes: alanats i borats. Reaccions químiques i cinètiques d’absorció i desorció. Capacitat d’acumulació i estabilitat. Hidrogen i gas a altes pressions. Dispositius i la seva implementació.

Emmagatzematge de càrrega elèctrica: Blocatge Coulombià en nanoestructures. Acumuladors. Bateries recarregables. Supercapacitors.

Piles de combustible: Principis i classificació. Piles de baixes temperatures. Piles de temperatures mitjanes i piles d’altes temperatures. Mecanismes de conducció electrònica, protònica i iònica. Materials per electròlits. Materials per ànodes. Materials per càtodes. Elements catalitzadors. Optimització d’interfícies elèctrode / electròlit. Condicionaments del combustible i de la geometria. Tipus de piles i aplicacions domèstiques, industria i transport.
Tecnologies planars i alternatives. Muntatge, aïllament i combinació de cel·les. Integració d’elements i de microreactors químics.

Producció d’hidrogen: Processos en reformats. Catalitzadors. Fotocatàlisis i fotòlisis de l’aigua en materials nanoestructurats. Processos a alta temperatura.

Elements termoelèctrics: Termoelectricitat i materials termoelèctrics. Dependència estructural i morfològica dels paràmetres termoelèctrics. Termoelectricitat en nanomaterials. Convertidors termoelèctrics.

Superconductivitat: Materials superconductors. Síntesis i elaboració de cintes superconductores en bases nano estructurades. Aplicacions.

Energia solar: Tecnologies de capes primes. Silici micro i nano cristal·lí. CIS. Material nanoestructurat i absorció òptica. Processos de síntesis de nanoestructura amb perfils d’absorció. Materials orgànics i sistemes híbrids. Cel·les fotovoltaiques avançades.

Eficiència, seguretat i control mediambiental: Sistemes d’iluminació basat en efecte de camp en nanoestructures. Nanomaterials per aïllaments tèrmics. Aplicació de nano materials a sensors químics de gasos i líquids. Control de combustió.

Pràctiques: Energia solar fotovoltaica, Piles de combustible,