Diseño y montaje de nuevos reactores generadores de hidrógeno mediante tecnología PEM y posibles aplicaciones en pilas de combustible PEM

Esta tesis doctoral tendrá como principal objetivo el “Diseño y montaje de reactores generadores de hidrógeno y proceso inverso de generación de electricidad a partir de H2 (fuel cells) basado en tecnología PEM”.

La tesis se enmarca en una idea más amplia de colaboración que incluye también el estudio del almacenamiento del hidrógeno en depósitos de materiales composites y en el uso de los hidruros. Las entidades participantes en esta tesis son SIEBC, empresa del ámbito de los gases industriales, la Universidad Rovira i Virgili y el Centro Tecnológico Eurecat.

El objetivo general del proyecto, en el que se quiere incluir esta tesis doctoral, es generar un negocio en torno a una tecnología nueva para generar hidrógeno in situ que sea mucho más económica y segura que los sistemas actuales y con modularidad en función de la capacidad y potencia necesarias. Esta tecnología se complementará con el desarrollo de un sistema de almacenamiento seguro, así como de los sistemas para el encauzamiento que harán posible el transporte del hidrógeno desde los centros de distribución hasta los puntos de suministro.

El hidrógeno verde ha ganado gran relevancia como fuente de energía limpia y renovable. El hidrógeno verde se produce a partir de la electrólisis del agua utilizando electricidad renovable, como la generada por paneles solares o aerogeneradores. A diferencia del hidrógeno convencional, que se obtiene a partir de
combustibles fósiles, el hidrógeno verde no emite dióxido de carbono ni otros gases de efecto invernadero durante su producción o uso, lo que lo convierte en una alternativa prometedora para abordar el cambio climático y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Además, también se lleva a cabo el estudio y optimización de tuberías para el transporte y utilización de gases en descarbonización desde el punto de visto más amplio.

El conocimiento previo de Eurecat y la URV (centrado en el Dr. Ricard Garcia Valls y sus equipos de personal en ambas instituciones) se encuentra en una escala de TRL3-4, en mono celdas, pero actualmente escalando hasta TRL5 internamente. Con esta tesis se pretende llegar a un TRL7 para un demostrador precomercial.

Para conseguirlo se definen las siguientes etapas:

1- Estudio bibliográfico del estado del arte para electrolizadores pequeños (5Nm3/h) para decidir el punto de partida (Por ejemplo, Stack consumption: 4.7 kWh/Nm3 H2, AC power consumption (BoP + stack) : 5.5 kWh/Nm3 H2)
2- Replicado de fabricación de mono celda de tamaño normalizado con materiales actualmente en el mercado. Fabricación de la celda y ensayo.
3- Modificaciones de materiales en la celda con innovaciones propias. Ensayo de prestaciones.
4- Montaje de un stack de 3 celdas iguales a las ensayadas en el punto 3.
5- Montaje de un stack de hasta 0,1-1kW, su ensayo y optimización. Recomendaciones para la fabricación de unidades de hasta 30kW.
6- Estudio de los efectos de la calidad del agua alimentada y envejecimiento de las unidades.

Por último, se propondrá la fabricación de un modelo piloto a una escala precomercial que la empresa podrá presentar como prototipo, así como la aplicación de algunos conceptos desarrollados, como el sellado de las unidades, la producción de MEAs y placas bipolares, por en la inmediata construcción de pilas PEM a escala 0,1-1,0kW como test de unidades mayores.

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Diseño de sistemas reactivos para el almacenamiento de hidrógeno

Este tesis doctoral tendrá como principal objetivo el “Diseño de Sistemas reactivos para el almacenamiento de hidrógeno”

La tesis se enmarca en una idea más amplia de colaboración que también incluye el estudio del almacenamiento del hidrógeno en depósitos de materiales composites y en el uso de los hidruros. Las entidades participantes en esta tesis son SIEBC, empresa del ámbito de los gases industriales, la Universidad Rovira i Virgili y el Centro Tecnológico Eurecat. Tanto la universidad como el centro tecnológico lo hacen vía e

Además, también se lleva a cabo el estudio y optimización de tuberías para el transporte y utilización de gases en descarbonización desde el punto de visto más amplio. El conocimiento previo de Eurecat y la URV (centrado en el Dr. Ricard Garcia Valls y sus equipos de personal en ambas instituciones) dispone de reactores que permiten el alojamiento de varias camas fijas para poder realizar el prototipo final

Para conseguirlo se definen las siguientes etapas:

1- Estudio bibliográfico del estado del arte del uso de sistemas reactivos reversibles por hidrógeno gas
2- Montaje de reactor de cama fija con diferentes combinaciones de catalizadores.
3- Estudio de las cinéticas y de las condiciones de Temperatura y Presión. Ensayo de Ciclo de trabajo.
4- Modificaciones del reacgtor diseñado para adaptarlo a las funciones y ciclos adecuados.
5- Montaje de un reactor a escala mayor para evaluar los parámetros de escalado.
6- Diseño final y definición de las condiciones de trabajo del sistema de almacenamiento.

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Ricard García Valls es el nuevo director del departamento de Ingeniería Química

Se propone reforzar las diferentes líneas de investigación e innovación, equilibrar la plantilla, cohesionar al departamento y mejorar las relaciones internas y externas.

Ricard Garcia Valls es el nuevo director del Departamento de Ingeniería Química de la URV con los votos favorables de 39 de los 45 votos emitidos del Consejo de Departamento en las elecciones de este 2 de octubre. Coge así el relevo de Joan Salvadó y le acompañará Fèlix Llovell como secretario del Departamento.

Es Doctor por la UAB en el año 1995 en Ciencias Químicas, Garcia Valls realizó una estancia postdoctoral en el MIT de 1996 a 1998, en el Departamento de Ingeniería Química con el profesor Alan Hatton. Desde 1998 es profesor del Departamento de Ingeniería Química de la URV y ha sido subdirector y director de la ETSEQ.

Así mismo, también es investigador del ámbito de la tecnología química, especialmente en tecnologías y operaciones de separación por membranas y encapsulación, y en los últimos años se ha especializado en pilas de combustible y descarbonización. Últimamente lo ha hecho de forma específica en hidrógeno, y captura y transformación de CO2. Desde el año 2020 hasta el día de hoy ha sido director de la unidad de tecnología química de Eurecat, desde donde ha promovido junto a su equipo que el hidrógeno esté liderado interna y externamente desde Tarragona. También forma parte de diferentes comisiones de ámbito catalán y español para la descarbonización y la industria química.

Por otro lado, ha dirigido 16 tesis doctorales, publicado un centenar de artículos científicos indexados, también tiene diez registros de patentes y ha dirigido más de cincuenta proyectos públicos y privados. Su última línea de investigación se centra en la aplicación de la tecnología química en medicina y más específicamente para el tratamiento de cáncer mediante tecnologías de encapsulación. Desde el punto de vista docente ha impartido asignaturas de la especialidad de las ciencias de la ingeniería química y se ha especialidad en la metodología de anteproyectos integradores, que trabaja con proyectos abiertos en equipo y aplicando los principios internacionales del CDIO (concebir, diseñar, implementar y operar), que ha instaurado en el laboratorio abierto en ingeniería química y el concurso ChemEcar.

Con respecto a la dirección del Departamento de Ingeniería Química, Ricard Garcia Valls se propone en primer lugar mejorar la cohesión interna del departamento, aumentar la comunicación interna y tener una imagen externa. Pretende gestionar los recursos disponibles para permitir tener las mejores condiciones posibles en el trabajo, reforzar todas las líneas de trabajo, en investigación e innovación, así como equilibrar la plantilla tanto de profesorado como de las personas de apoyo a la investigación, de forma transversal por en todas las líneas o grupos de investigación. Esa mejora espera que también repercuta en las actividades docentes equilibradas para el personal docente e investigador del departamento.

Por último, tiene como objetivo mejorar las relaciones con otros departamentos, centros y órganos gestores. Las relaciones con instituciones de fuera de la Universidad, del mundo empresarial, social y de innovación para aprovechar todo el talento existente en el departamento y hacerlo atractivo, tanto para captar nuevo talento, como en la sociedad en general, desde la más cercana hasta la más lejana geográficamente.

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