Conversión Termoquímica de Biomasa y residuos
Esta línea de investigación se centra en el estudio teórico y experimental de los procesos de gasificación y pirólisis en lecho fluidizado, utilizando principalmente biomasas y residuos urbanos e industriales como combustibles. El grupo investigador no solo analiza estos procesos, sino que también diseña los equipos necesarios para su estudio, abarcando desde gasificadores de laboratorio (~10 kWth) hasta plantas de demostración (>1 MWth), incluyendo sistemas auxiliares para la limpieza del gas de síntesis generado.
En el ámbito de los procesos termoquímicos, el grupo ha desarrollado múltiples estudios sobre la formación y conversión de alquitranes, la gasificación de carbonizados bajo diversas condiciones (vapor, CO₂, mezclas de diferentes agentes gasificantes, oxicombustión, etc.), la formación y eliminación de contaminantes inorgánicos y el comportamiento fluidodinámico en lechos fluidos. Además, el grupo ha abordado el diseño de nuevos sistemas de gasificación (staged-gasifiers, sorption enhanced gasifiers,…), el diseño de procesos híbridos que integran gasificadores con sistemas de energía solar de concentración y el estudio de la valorización de residuos complejos como lodos, plásticos, residuos agroindustriales o harinas cárnicas.
Gracias a estos trabajos desarrollados en las últimas dos décadas, el grupo ha adquirido capacidades para modelar detalladamente procesos de conversión termoquímica en lecho fluidizado, lo que resulta clave para escalar los resultados a nivel industrial, optimizar condiciones operativas y diseñar nuevos equipos. El grupo ha construido y operado gasificadores de diferentes escalas, desde plantas de laboratorio (5–20 kWth) hasta plantas piloto (75–125 kWth). También han participado en el diseño y operación de una planta demostración que cuenta con un gasificador de 3 MWth y un sistema de limpieza de alquitranes.
Estas actividades se han financiado mediante proyectos públicos y colaboraciones con empresas como Inerco, Total Petrochemical, Abengoa y Canal de Isabel II entre otras.
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Producción de hidrógeno con captura de CO2 mediante termo-conversión solar de biomasa utilizando transportadores en lecho fluidizado cíclico
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Demostración Industrial de Nueva Ruta Catalítica para Biobutanol y otros Bioproductos (IbuDem)
Producción de biobutadieno a partir de bioetanol (BIODIENE)
Línea síntesis de biocombustibles y bioquímicos
Esta línea de investigación estudia procesos para la obtención de combustibles y/o productos químicos de origen renovable a partir de la conversión termoquímica de biomasa o residuos (gasificación o pirolisis). Para este fin, el grupo hace uso de dos enfoques complementarios, como son el análisis de procesos mediante computador y la evaluación de catalizadores de síntesis en un laboratorio propio. Los datos de laboratorio permiten caracterizar los catalizadores de síntesis para retroalimentar las simulaciones y optimizar el proceso.
La mayor parte de esta línea de investigación se ha centrado en la producción de bioetanol para automoción mediante síntesis directa, en la que el grupo ha trabajado desde 2004 en numerosos proyectos y contratos de investigación. Además de la ruta termoquímica, también se ha estudiado la producción de etanol a partir de la hidrogenación de dióxido de carbono procedente de fermentadores de plantas convencionales de etanol. La producción de etanol se ha seguido estudiando mediante rutas alternativas, como la hidrocarbonilación de DME, la hidrogenación de ácido acético, así como la fermentación de gas de síntesis.
En posteriores proyectos se amplió el estudio a la producción de otros biocombustibles y/o bioquímicos como metanol, DME, SNG, diesel-FT así como bio-olefinas y bio-gasolina mediante rutas MTO y MTG, respectivamente.
Por último, los proyectos más recientes se han centrado en investigar procesos catalíticos para la conversión de etanol en productos de alto valor añadido, como biobutanol y 1,3-butadieno.
Integración de hidrógeno bajo en carbono en procesos sostenibles
Esta línea de investigación se centra en el diseño, modelado y análisis de sistemas energéticos donde el hidrógeno desempeña un papel crucial. La perspectiva clásica de la ingeniería de sistemas de procesos se combina con la evaluación de la sostenibilidad, dando lugar a un nuevo enfoque que guía la selección de alternativas en el diseño de los sistemas.
Esta línea se inició en nuestro grupo a principios de la década de los 2010, cuando la industria necesitó evaluaciones rigurosas de los nuevos sistemas basados en hidrógeno para usos energéticos. La mayoría de los proyectos han sido contratos de investigación privados. Sin embargo, recientemente, se han adjudicado varios proyectos públicos competitivos en las áreas de producción, integración y almacenamiento de hidrógeno.
