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La experiencia docente descrita en este trabajo trata sobre el aprendizaje asíncrono sobre medio ambiente y energías sostenibles mediante el uso de una herramienta en línea. Para llevar a cabo dicha experiencia, se preparó un curso mediante la plataforma Moodle, el cual estaba dividido en 4 bloques temáticos ((I) El Cambio Climático: Una Realidad Cotidiana; (II) Energías Sostenibles; (III) Almacenamiento de Energía Sostenible; (IV) El Camino hacia la Sostenibilidad), cada uno de los cuales estaba formado por una serie de diapositivas con el contenido teórico, acompañado de una introducción audiovisual y material complementario que permitía al alumnado profundizar en los temas abordados. Además, al final del curso el alumnado debía contestar a un cuestionario sobre el contenido teórico del mismo y a una encuesta que recababa su opinión sobre el empleo de entornos de aprendizaje virtual asíncrono. Los resultados obtenidos pusieron de manifiesto el interés del alumnado por el empleo de dichos entornos de aprendizaje y el gran potencial de los mismos, los cuales están en línea con los intereses de las nuevas generaciones. Los autores de este trabajo agradecen al Vicerrectorado de Calidad e Innovación Educativa de la Universidad de Alicante (Programa PENSEMONLINE) por el apoyo económico.

La estrategia de aprendizaje en la que se ha centrado este trabajo es el método POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning), el cual está orientado a mejorar el trabajo del alumnado en grupo haciendo uso de diferentes roles participativos. Este método de carácter cooperativo se aplicó en diferentes asignaturas impartidas en la Facultad de Ciencias, tanto de grado como de postgrado, obteniendo resultados que reflejan la aceptación del método POGIL por parte del alumnado y una mejora en la adquisición de los conceptos en comparación con las clases tradicionales. En esta experiencia se ha planteado el desafío de implementar este método en clases en formato no presencial (online), ya que la situación sanitaria acaecida ha limitado la asistencia del alumnado. A partir de las encuestas realizadas por el alumnado y comparando con los resultados de las encuestas de años anteriores, se puede afirmar que este método se ha aplicado de manera satisfactoria tanto en clases presenciales como en clases online. Adicionalmente, se observó que el contraste entre clases POGIL online y las clases expositivas clásicas es aún mayor que en años anteriores cuando se aplicaba el método POGIL en clases presenciales.

La experiencia docente desarrollada a lo largo de este proyecto de investigación docente está centrada en profundizar sobre los objetivos desarrollados en la red anterior (Lab-on-a-Screen) mediante (1) la mejora y expansión de una herramienta online gracias a la cual el alumnado pueda, de forma lúdica, adquirir conocimientos y destrezas sobre el material de laboratorio y su clasificación, así como de algunas operaciones básicas de laboratorio de Química Inorgánica mediante “e-learning” y (2) posibilitar la inmersión del alumnado en el entorno de laboratorio para mejorar su comprensión y manejo del mismo mediante la grabación de videos didácticos y la construcción de entornos de realidad virtual. La aplicación está vinculada al Campus Virtual de la Universidad de Alicante y cuenta con cuatro actividades principales, que recogen tres experiencias básicas de laboratorio de Química Inorgánica (i.e. destilación, calentamiento a reflujo y destilación a vacío) y una cuarta actividad de carácter más general, que consiste en identificar correctamente material de laboratorio.

La carbonización hidrotermal (HTC) es un proceso útil para la producción de materiales carbonosos a partir de residuos de biomasa. Sin embargo, para desarrollar una porosidad elevada es necesario emplear un tratamiento de activación adicional. Entre los métodos de activación más utilizados para los residuos de biomasa está la activación química empleando ácido fosfórico (H3PO4) como agente activante. Nuestro grupo de investigación ha desarrollado un proceso basado en un tratamiento hidrotermal en presencia de una disolución acuosa de ácido fosfórico de baja concentración, evitando así la etapa de impregnación, que puede producir materiales carbonosos con un elevado desarrollo de porosidad. Este proceso basado en un tratamiento hidrotermal es prometedor para obtener materiales carbonosos de bajo coste, ya que es respetuoso con el medio ambiente al involucrar recursos renovables y la posibilidad de reutilizar la disolución de ácido fosfórico. En este trabajo se presenta la caracterización de materiales carbonosos porosos obtenidos mediante este procedimiento y sus perspectivas para futuras aplicaciones en almacenamiento de energía. Hydrothermal carbonization (HTC) is a useful process to produce carbon materials from biomass wastes. However, the development of high porosity in these materials requires an additional activation treatment. One of the most used activation strategies for biomass residues is the chemical activation using phosphoric acid (H3PO4) as the activating agent. Our research group has developed a process based upon a hydrothermal treatment in the presence of a low concentration phosphoric acid solution, thus avoiding the impregnation stage, that may produce highly porous carbon materials. This hydrothermal treatment-based process is a promising approach to obtain low-cost porous carbon materials, since it is an environmentally friendly process by involving renewable resources and the reuse of the phosphoric acid solution. This paper presents the characterization of porous carbon materials obtained by this procedure and their perspectives for future applications in energy storage. Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, FEDER (RTI2018-095291-B-I00 y ENE2017-90932-REDT) J. Chaparro-Garnica agradece su beca predoctoral (GRISOLIA/2018/105) financiada por la Generalitat Valenciana. David Salinas-Torres agradece al MICIU por su contrato Juan de la Cierva-Incorporación (IJCI-2016-27636).

La presente Red de Innovación Docente trata sobre la elaboración de una herramienta online gracias a la cual el alumnado del Grado de Química pueda adquirir conocimientos y destrezas sobre el material de laboratorio y su clasificación, así como de algunas operaciones básicas de laboratorio de Química Inorgánica. La aplicación está vinculada al Campus Virtual de la Universidad de Alicante y cuenta con cuatro actividades principales, que recogen tres experiencias básicas de laboratorio de Química Inorgánica (i.e. destilación, calentamiento a reflujo y destilación a vacío) y una cuarta actividad de carácter más general, que consiste en identificar correctamente material de laboratorio.

Las estrategias de aprendizaje tradicionales donde generalmente el profesor tiene el papel principal, podrían no alcanzar las necesidades educativas del alumnado (Guzmán, 2011), así como las competencias planteadas dentro del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES). Desde este ámbito se pretenden realizar cambios en las metodologías de enseñanza-aprendizaje para que el alumnado adquiera un papel principal. En este sentido, el método POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) ha demostrado ser un método efectivo de enseñanza orientado a mejorar el trabajo del alumnado en el aula a partir de diferentes roles participativos. Este método de carácter cooperativo se aplicó en diferentes asignaturas impartidas en la Facultad de Ciencias, tanto de grado (Oceanografía Química u Operaciones Básicas de Laboratorio), como de postgrado (Polimeros Conductores en el Máster de Ciencia de Materiales). También se realizó una actividad POGIL en el Master en Profesorado de Educación Secundaria para ver el funcionamiento en grupos con mayor diversidad del alumnado. Las encuestas realizadas a los estudiantes reflejan una gran aceptación del método POGIL. Los resultados obtenidos de las pruebas escritas han mostrado que el método POGIL ayuda al alumnado a una mejor adquisición de los conceptos en comparación a los adquiridos en una clase magistral.

Esta Tesis Doctoral se centra en una metodología innovadora para la síntesis de productos de alto valor añadido (carbón activado) usando como material de partida residuos de biomasa, los cuales son tratados mediante una carbonización hidrotermal asistida con ácido fosfórico (H3PO4) antes del proceso de activación. Con esta metodología se logra disminuir la concentración de agente activante y aumentar el rendimiento del carbón activado. Una vez sintetizados los carbones activados, estos fueron modificados mediante la introducción de grupos funcionales nitrogenados. En primer lugar, los carbones activados fueron usados como electrodos de supercondensadores tanto en electrolito acuoso como en electrolito orgánico, evaluando la influencia de la introducción de nitrógeno en el comportamiento electroquímico de los carbones activados. Posteriormente, se prepararon catalizadores basados en paladio (Pd) usando como soporte los carbones activados sintetizados tanto modificados con nitrógeno como sin modificar y se evaluó el comportamiento catalítico de estos catalizadores en la reacción de deshidrogenación de ácido fórmico para la producción de hidrógeno. Finalmente para demostrar que la metodología implementada para la obtención de carbones activados a partir de residuos de biomasa puede ser considerada como una alternativa sostenible para la obtención de productos de alto valor añadido, se planteó el aprovechamiento no solo de la fase sólida sino también de la fase líquida obtenida de la carbonización hidrotermal para la producción de ácido levulínico. Para esto, se empleó la metodología del análisis del ciclo de vida (LCA, del inglés Life Cycle Assessment) como herramienta para evaluar los impactos ambientales generados en cada etapa del proceso. En general, se logró demostrar las oportunidades que ofrece el aprovechamiento de los residuos de biomasa empleando protocolos de síntesis sencillos y más respetuosos con el medio ambiente para la obtención de productos de alto valor añadido.