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The main aim of the current work is to find an experimental connection to the interatomic exchange-correlation energy as defined by the energy decomposition method Interacting Quantum Atoms (IQA). A suitable candidate as (essentially) experimental quantity is the nuclear magnetic resonance (NMR) J-coupling constant denoted 3J(H,H′), which a number of previous studies showed to correlate well with QTAIM’s delocalization index (DI), which is essentially a bond order. Inspired by Karplus equations, here, we investigate correlations between 3J(H,H′) and a relevant dihedral angle in six simple initial compounds of the shape H3C-YHn (Y = C, N, O, Si, P, and S), N- methylacetamide (as prototype of the peptide bond), and five peptide-capped amino acids (Gly, Ala, Val, Ile, and Leu) because of the protein direction of the force field FFLUX. In conclusion, except for methanol, the inter-hydrogen exchange-correlation energy Vxc(H,H′) makes the best contact with experiment, through 3J(H,H′), when multiplied with the internuclear distance RHH′., This work was carried out with financial support from the Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (PID2021- 125207NB-C32) and Comunidad de Madrid (P2018/EMT- 4329 AIRTEC-CM). Gratitude is due to the CTI (CSIC) for their continued computational support. P.L.A.P. acknowledges the EPSRC for funding through the award of an Established Career Fellowship (grant EP/K005472).

Numerous distinct clades of lichen-forming fungi have independently specialized as foliicolous colonists of living leaves in the humid tropics and subtropics. Because of technical difficulties, the anatomy of their minute crustose thalli has not been compared in detail. In the present study, we applied SEM-BSE imaging to sectioned blocks of embedded thalli representing six lecanoralean taxa of foliicolous lichen-forming fungi with unicellular green algal partners. We compared our observations with those obtained in a previous study of foliicolous Gomphillaceae (Ostropales), which utilize a similar type of algal partner. The upper surface of the thalli was a mostly continuous layer of mycobiont hyphae of typical diameter, unlike the largely acellular epilayer found previously in the foliicolous Gomphillaceae. Byssoloma leucoblepharum was exceptional in lacking a covering layer altogether. Thalli were essentially unstratified, with algal symbionts not confined to any distinct layer. Whereas the prothallus of foliicolous Gomphillaceae was derived from the overlying epilayer, in the lecanoralean taxa examined here the prothallus was derived from hyphae continuous with either the upper surface of the thallus or the lower surface, or both. This finding suggests that the prothallus of lichen forming fungi may represent structures of developmentally different origins in different taxa.

Work presented at the 14th International Conference on Applied Energy - ICAE2022, Aug. 8-11, 2022, Bochum, Germany., Carbon Capture and Storage is a technology of paramount importance for Sustainable Development Goal 7 (Affordable and Clean Energy) and Sustainable Development Goal 13 (Climate Action). The European Union is moving rapidly towards low carbon technologies, see the Energy Union Strategy. Coupling biofuels and carbon capture and storage to decarbonize the power and the industrial sector can be done through the development of BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage). However there are some technical barriers to the development of this technology. If a Chemical Looping Combustion (CLC) plant has to be coupled with a gas turbine, it has to work in pressurized conditions. The effect of pressure on chemical reactions and fluidized bed hydrodynamics, at the moment, is not clear. The aim of this paper is to present a model for the dimensioning of an air reactor to be coupled to a gas turbine of the power of about 14 MW. Based on the air mass flow requirements to produce such a power. The fluidized bed is designed choosing geometry parameters and making a sensitivity analysis of the influence of the turbine inlet temperature on final plant efficiency. It can be seen from the analysis presented in this paper that the diameter of the fluidized bed is mainly influenced by the mass flow of the air in the reactor, while the height of the reactor is mainly influenced by elutriation and transport disengaging height calculations., This work has been funded by the GTCLC-NEG project that has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Sklodowska- Curie grant agreement No. 101018756.

M.G.P. agradece un contrato del programa Ramón y Cajal cofinanciado por el Fondo Social Europeo (RyC-2015-17516). M.A.L. y T.M.B. agradecen dos becas de Introducción a la Investigación JAE Intro de la Agencia Estatal CSIC (JAEINT_20_01332 y JAEIntro2021-INCAR-7, respectivamente).

[EN] The study of the geological processes leading to the formation of ore deposits and the identification of priority areas for extraction of primary and critical raw materials is of paramount importance for the economic and industrial development of our society and helps diminish our dependence with respect to other countries with respect to the supply of these raw materials. Our main challenge is the search of mineral resources critical for the ecological transition, with the goal of ensuring fulfillment of the Green Deal promoted by the European Commission.

[EN] One of the key elements that have allowed the astonishing socio-cultural and economic development achieved in Europe during the last part of the 20th century is the use of fossil fuels as energy source. However, it has been proved that these types of energy sources affect the global climate and increased the amount of pollutants in nature. Our society is now immersed in a global and sustainable energy transition period that will entail the use of clean energy. The GeoEnergy group works on this direction with the creation of geological and technological knowledge on clean energy, both from the subsurface sources such as geothermal energy, and the search, characterization, and evaluation of geological storage sites for energy (H2, CH4 or compressed air) and greenhouse gases (CO2).

12 figures, 2 tables.-- This article belongs to the Special Issue Sustainable Building and Indoor Air Quality., Achieving European climate neutrality by 2050 requires further efforts not only from the industry and society, but also from policymakers. The use of high-efficiency cogeneration facilities will help to reduce both primary energy consumption and CO2 emissions because of the increase in overall efficiency. Fuel cell-based cogeneration technologies are relevant solutions to these points for small- and microscale units. In this research, an innovative and new fuel cell-based cogeneration plant is studied, and its performance is compared with other cogeneration technologies to evaluate the potential reduction degree in energy consumption and CO2 emissions. Four energy consumption profile datasets have been generated from real consumption data of different dwellings located in the Mediterranean coast of Spain to perform numerical simulations in different energy scenarios according to the fuel used in the cogeneration. Results show that the fuel cell-based cogeneration systems reduce primary energy consumption and CO2 emissions in buildings, to a degree that depends on the heat-to-power ratio of the consumer. Primary energy consumption varies from 40% to 90% of the original primary energy consumption, when hydrogen is produced from natural gas reforming process, and from 5% to 40% of the original primary energy consumption if the cogeneration is fueled with hydrogen obtained from renewable energy sources. Similar reduction degrees are achieved in CO2 emissions., This research was funded by the Secretariat of State for Research of the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (DPI2015-69286-C3-1-R), the Spanish Ministry of Science and Innovation (RTI2018-096001-B-C33), and the Aragon Government (LMP246_18).

Tesis doctoral presentada en el Departamento de Energía de la Universidad de Oviedo, 2017., [EN]Hydrogen has been proposed as the energy carrier of the future. How-ever, for the Hydrogen Economy to be feasible, hydrogen production must be cheap, accessible and sustainable. Nowadays, more than 96% of H₂ is produced from fossil fuels, contributing to increase the CO₂ con‑centration in the atmosphere and leading to a progressive Climate Change. The most widespread method for hydrogen production con-sists in the steam reforming of methane (SMR), which employs several catalytic reactors at different temperatures to produce gas with a 70% H₂ content that should be later purified. In this context, integration of steam reforming and CO₂ capture in a sin‑gle step process called Sorption Enhanced Steam Reforming (SESR) is considered a promising technology. This process allows to reduce the number of required reactors and the reaction temperature, increasing yield and H₂ purity at the same time. The ultimate consequence is to achieve lower costs of installation and operation. Additionally, if a re-newable fuel like biomass is fed to the reactor, production of cheaper, accessible and sustainable hydrogen is possible, as biomass has zero net impact in the atmospheric CO₂ concentration, thus reducing the contri‑bution of hydrogen to Climate Change., To optimize the SESR process, an appropriate selection of catalyst and sorbent for CO₂ must be made, together with a proper optimization of the operating conditions. A Pd/Ni-Co-hydrotalcite derived material has been chosen as catalyst, while dolomite has been selected as CO₂ sorbent. All experiments were preceded by thermodynamic equilibrium calculations to estimate the maximum limits of yield, selectivity and concentration of products. This results were later compared with the ex-perimental results obtained. A fluidized bed reactor was employed to assess the optimal conditions for the SESR process. The three main variables modified during these experiments were temperature, steam to carbon ratio (S/C) and weight hourly space velocity (WHSV). Acetone was employed as model com-pound to simulate the behaviour of biomass pyrolysis derived bio-oil., The fluidized bed reactor was also employed to investigate the effect of bio-oil composition on the performance of the SESR process. The behav-iour of blends with different proportions of acetic acid and acetone was tested along a wide range of temperatures. The values of steam propor-tion and WHSV were chosen from the optimized parameters obtained in the previous work. Thereafter, to reach a deeper knowledge of the influence of composition, several blends of phenol, acetic acid and ace-tone were prepared at similar proportions to those found in pyrolysis bio-oil, and tested for the SESR process. Sorption Enhanced Catalytic Steam Gasification (SECSG) was carried out employing two solid lignocellulosic biomasses. During these exper-iments, a fixed bed reactor was fed semi‑continuously with the bio‑masses in order to evaluate the effect of temperature and biomass composition on yield and H₂ production. The present work has demonstrated that temperature is the most influ-ent factor in the SESR process, followed by S/C and WHSV. It is possible to achieve a H₂ purity higher than 99.5% between 525 and 625 °C, for both the model compounds and the lignocellulosic biomass. However, other process variables such as H₂ yield and selectivity are greatly af‑fected by the nature of the fuel and the reactor employed, needing higher temperatures to reach the same values. The concentration of some by-products, like CO and CH₄, is also very sensitive to changes in temperature and feed, increasing when the process moves away from the optimal conditions.

Tesis llevada a cabo para conseguir el grado de doctor en la Universidad de Zaragoza en noviembre de 2016., La captura de CO2 es una de las opciones identificadas como necesarias que se han de implantar para reducir la concentración de CO2 en la atmósfera y cumplir con el objetivo aprobado en la cumbre de Paris. La combustión con transportadores sólidos de oxígeno, o Chemical Looping Combustion (CLC), es una novedosa tecnología donde la captura de CO2 es inherente al propio proceso, haciendo que los costes finales derivados de la captura de CO2 sean muy bajos. El objeto de esta tesis es el de avanzar en el desarrollo de la tecnología de combustión de carbón con transportadores sólidos de oxígeno (CLC con carbón) y optimizar el rendimiento del proceso. Por un lado, se ha se ha desarrollado un transportador de oxígeno de bajo coste basado en Mn-Fe que ha permitido alcanzar elevadas eficacias de combustión en el proceso CLC con carbón ( 99,5 %) vía proceso CLaOU. Además, este material presentó comportamiento ferrimagnético a temperatura ambiente, lo cual permitirá separarlo de las cenizas generadas en la combustión del carbón pudiendo ser reutilizado. Y por otro lado, se ha diseñado y operado una unidad flexible de CLC para carbón de 50 kWt con la que se han optimizado las condiciones de operación mejorando el rendimiento del proceso iG-CLC con carbón usando ilmenita como transportador de oxígeno. Se identificaron que las variables de operación más adecuadas eran una temperatura en el reactor de reducción al menos 1000 ºC, una relación transportador-carbón de 1,5-2, un inventario específico de sólido en el reactor de reducción entre 500 y 700 kg/MW y establecer un compromiso entre la velocidad de circulación del transportador de oxígeno y la eficacia de separación del separador de carbono.

Tesis doctoral presentada en el Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad de Oviedo, junio de 2014., [EN] Activated carbon (AC) is a highly prized item on the world market for its numerous applications in the field of medicine, the biopharmaceutical industry and the environment. The search for environmentally sustainable and low cost processes has intensified research into the use of solid wastes from different sources as precursors of these carbon materials. In this thesis, anthracene oil was used as a precursor material of activated carbon. It was converted into pitch by polymerization using an oxygen-assisted heat treatment. The resultant pitch was partially pyrolyzed to generate a biphasic system consisting of mesophase and an isotropic phase (polymerized pitch). The two phases were separated and both were subjected to chemical activation. The resulting activated carbons showed surprising textural characteristics, such as a high surface area (up to 3200 m2·g-1) and a good micropore and mesopore development. The activated carbons were tested for adsorption processes in liquid phase and for the removal of organic compounds (benzene and toluene) and their adsorption capacity was found to be among the highest ever reported in the literature, reaching values of up to 860 mg·g-1 and 1200 mg·g-1, respectively, and 1200 mg·g-1 for the combined adsorption of benzene and toluene from an industrial wastewater. It was also observed that the adsorption kinetics in the batch experiments was extremely fast and was in accordance with the pseudo-second order kinetic model. This high kinetic performance was attributed to the combined presence of micropores and mesopores in the activated carbons. Finally, the potential of these activated carbons for the catalytic degradation of phenol in aqueous solution was analyzed when they were used as photocatalysts in physical mixtures of AC and TiO2. It was found that the apparent synergy between the AC and TiO2 particles resulted from an erroneous simplification of the Langmuir-Hinshelwood equation to a first order equation. When an extended form of the Langmuir-Hinshelwood equation which takes into account the inhibitory effect of the phenol concentration was applied, no synergistic effect of AC was observed. Thus, in physical mixtures, the AC merely reduces the inhibitory effect of the phenol concentration by decreasing its initial value but there is no synergistic effect., [ES] El carbón activado (CA) es un producto muy cotizado en el mercado mundial por sus innumerables aplicaciones dentro del campo de la medicina, la industria biofarmacéutica y el medio ambiente. La búsqueda de procesos ecosostenibles y de bajo coste ha potenciado el aprovechamiento de residuos sólidos de distinta procedencia como precursores de estos materiales. En esta Tesis Doctoral se empleó como material precursor de carbón activado un subproducto de la destilación del alquitrán que representa aproximadamente el 30% del alquitrán total, el aceite de antraceno. El aceite de antraceno se transformó en brea mediante la polimerización de sus componentes (hidrocarburos aromáticos policíclicos ligeros) a través de un tratamiento térmico asistido por oxígeno. La brea resultante se pirolizó parcialmente generando un sistema bifásico compuesto de mesofase y fase isótropa (brea polimerizada). Se separaron las dos fases y ambas se sometieron a una activación química. Los carbones activados resultantes presentaron unas características texturales sorprendentes, elevadas áreas superficiales (de hasta 3200 m2·g-1) y un buen desarrollo de porosidad, tanto microporos como mesoporos. Estos carbones activados se probaron en procesos de adsorción en fase líquida para la eliminación de compuestos orgánicos (benceno y tolueno) y se encontró que su capacidad de adsorción estaba entre las más altas descritas en la literatura alcanzando valores de 860 mg·g-1 y 1200 mg·g-1 para benceno y tolueno, respectivamente y de 1200 mg·g-1 para la adsorción conjunta de benceno y tolueno en aguas residuales industriales. También se observó que la cinética de adsorción de estos experimentos realizados en discontinuo (“batch”) era extraordinariamente rápida y que se ajustaba a un modelo de pseudosegundo orden. Este alto rendimiento cinético se atribuyó a la presencia combinada de microporos y mesoporos en los carbones activados. Por último, se analizó el potencial de estos carbones activados en la degradación fotocatalítica de fenol en disolución acuosa cuando se empleaba como fotocatalizador mezclas físicas de CA y TiO2. Se encontró que la aparente sinergia del CA sobre las partículas de TiO2 procedía de una simplificación errónea de la ecuación de Langmuir-Hinshelwood a la ecuación de primer orden. De modo que cuando se aplicó la ecuación de Langmuir-Hinshelwood sin simplificar (la cual incluye el efecto inhibitorio de la concentración de fenol) no se encontró ningún efecto sinérgico del CA. Por tanto en estas mezclas físicas el CA simplemente reduce el efecto inhibitorio de la concentración de fenol por disminución de su valor inicial pero no tiene ningún efecto sinérgico.

Leída el 28-03-2014.--Calificación sobresaliente "Cum Laude", El proceso Steam Reforming (SR) es la tecnología más usada hoy en día para producir H2 a partir de CH4 a gran escala, y parece ser que lo seguirá siendo en los próximos años. El principal inconveniente de este proceso es la emisión de CO2 procedente de la combustión de gases combustibles en un horno con el fin de suministrar calor a las reacciones endotérmicas de reformado. Con el fin de mejorar este proceso debería buscarse una forma de proporcionar calor a las reacciones de reformado sin la necesidad de incorporar un sistema de separación de CO2 externo, es decir, buscar una forma de quemar combustible con separación de CO2 inherente. Por ello se ha propuesto en la presente tesis doctoral la integración del sistema convencional SR con un sistema Chemical Looping Combustion, (CLC) actuando esta último como fuente de calor para las reacciones endotérmicas de reformado. En esta tesis se desarrollaron, caracterizaron y evaluaron en una planta en continuo de CLC diferentes transportadores de oxígeno (TO) basados en Fe, tanto sintéticos como naturales de bajo coste, para su uso en un proceso SR-CLC. A su vez, también se llevó a cabo la optimización energética del proceso SR-CLC, con el fin de maximizar la producción de H2, usando TOs de hierro. Inicialmente se desarrolló un transportador sintético de base Fe, La preparación del mismo tuvo lugar por impregnación húmeda incipiente sobre un soporte comercial de alúmina y posterior calcinación. El transportador fue caracterizado textural y estructuralmente, así como por termogravimetría (TGA) y en lecho fluidizado discontinuo. Por último se estudió su comportamiento en la planta CLC en continuo para la combustión de CH4 y PSA-offgas. Los resultados obtenidos con el transportador de hierro se compararon con los obtenidos con mezclas físicas y químicas de óxidos de Fe y Ni. Primero se desarrollaron y caracterizaron transportadores bimetálicos Fe-Ni, obtenidos por impregnación húmeda incipiente, con ambos metales soportados sobre la misma partícula de alúmina (mezcla química). Los transportadores fueron caracterizados textural y estructuralmente, así como en TGA y en lecho fluidizado discontinuo. Una vez caracterizados, aquel transportador bimetálico que mostró mejores resultados fue probado en la instalación 2 semipiloto CLC en continuo. La adición física de níquel se llevó a cabo añadiendo un transportador de níquel sobre un lecho de partículas del transportador sintético de hierro, quedando ambos metales soportados sobre partículas distintas. La mezcla física se probó en la planta semipiloto CLC en continuo de 500 Wt., Por último se determinaron las condiciones óptimas de funcionamiento del proceso SRCLC con el fin de maximizar la producción de H2, trabajando con un TO de hierro. Para ello se realizaron balances de masa y energía al sistema SR-CLC. En primer lugar se realizó un estudio variando dos parámetros externos al sistema CLC. Una vez determinadas las mejores condiciones de operación, es decir, aquellas que maximizaban la producción de hidrógeno, se procedió al estudio del efecto de dos variables internas del proceso CLC. Además, se estudió el efecto de utilizar Al2O3 como soporte, que permite la formación del compuesto FeO·Al2O3 como producto en la reducción del TO. Finalmente se estudió también la influencia de colocar los tubos de reformado en el reactor de reducción o situarlos en el reactor de oxidación. Las principales conclusiones que se obtuvieron fueron las siguientes: Los resultados obtenidos muestran que el TO de hierro, obtenido por impregnación húmeda incipiente sobre Al2O3, es un transportador adecuado para usarse en un sistema SR-CLC. El inventario de sólidos requerido por este TO para quemar completamente una corriente PSA-offgas o CH4 en la planta en continuo, a 880ºC, es mucho menor que los obtenidos en la literatura hasta la fecha para transportadores de hierro., Ministerio de Ciencia e Innovación (España)

Tesis doctoral presentada para optar al grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Madrid.--2013, En la actualidad los problemas medioambientales son un tema de interés tanto social como científico, pues afectan a campos como la sanidad o la economía. La emisión de sustancias contaminantes es, por lo tanto, un problema que debe solventarse. En el presente caso la investigación está enfocada a la eliminación de tolueno como contaminante. El tolueno se engloba dentro de los llamados VOCs (“volatile organic compounds”) y es uno de los contaminantes urbanos más característicos, derivado fundamentalmente del tráfico de vehículos. El uso de catalizadores en la industria que favorezcan la eliminación de determinadas sustancias aparece como una de las vías más eficaces para resolver muchos de los problemas asociados a la contaminación. Concretamente, la fotocatálisis es una técnica de oxidación muy estudiada en los últimos años para la eliminación o transformación de muchos de estos contaminantes orgánicos. En este caso concreto se busca conseguir la oxidación total del tolueno a CO2, por lo que este trabajo se centrará en la búsqueda de un fotocatalizador idóneo para conseguir esta mineralización completa1.

¿Por qué las ruedas de los coches son negras? ¿En qué consiste la datación con carbono 14? ¿Qué originó la guerra de Cuba? ¿Por qué un diamante no es para siempre? ¿Es cierto que Edison no inventó la bombilla eléctrica? ¿Cuál era el secreto del acero de Damasco? A través de éstas, y otras curiosas cuestiones, se presenta una breve descripción del carbón y materiales de carbono, su origen y sus múltiples usos. Estos materiales, pese a haber estado presentes a lo largo de toda la historia de la humanidad -desde las pinturas rupestres, pasando por nuestros teléfonos móviles, hasta el futurista proyecto del ascensor espacial- han pasado bastante desapercibidos y son bastante desconocidos por el público en general. Sin embargo, la generación y almacenamiento de electricidad, los utensilios de acero o aluminio, la depuración del aire y el agua, aviones, automóviles, material deportivo y muchos otros objetos y procesos que hacen posible nuestra vida cotidiana, tal y como la conocemos, no serían posibles de no ser por ellos., CONTENIDOS El carbono, menudo elemento. ¿En qué consiste la datación con carbono 14? El carbón mineral no es un mineral. La carbonificación. Formación del carbón mineral. Rango de los carbones minerales. Múltiples usos del carbón mineral. La formación del carbón y el diluvio universal. Azabache, el carbón mágico. El azabache en la historia. ¿Un castigo para los niños malos? La tragedia del Maine. Más se perdió en Cuba. El mechero de Saús. ¿Es cierto que una central térmica de carbón da lugar a más emisiones radiactivas que una central nuclear? El micrófono de carbón. Carbonización, coquización, grafitización. Precursores de los materiales de carbono. Génesis, 6, 14. La primera referencia bibliográfica. El carbón vegetal no es un vegetal. Usos del carbón vegetal. El carbón activo. Breve historia del carbón activo. Tamices para separar moléculas. Hasta en la ropa. Cómo descubrir huellas dactilares con carbón. Sal negra al carbón activado, una delicatessen culinaria. Coque metalúrgico. Coque de petróleo. Brea. ¿Es posible hacer arder el azúcar? Eres como una mujer perfumadita de brea (jabones, champús y pasta de dientes). Grafito. Del lápiz de grafito al bolígrafo espacial. Un grafito que es la bomba. El grafito que levita. Carbón tipo vidrio. Fibras de carbono y materiales compuestos C/C. Edison no inventó la bombilla eléctrica. La cosa más rápida en no-piernas. Casi como un Stradivarius. Espumas y geles de carbono. En baterías y supercondensadores. Los enanocarbones. Nanomoldeo. El negro de carbón. ¿Por qué son negros los neumáticos? La tinta china. El papel carbón se inventó para ayudar a escribir a los ciegos. Fullerenos, nanotubos y grafenos. La calculadora más pequeña del mundo. Elixir ratuno. El secreto del acero de Damasco. El ascensor espacial. Cómo ganar el Premio Nobel con un lápiz y un poco de cinta adhesiva. Pantallas flexibles de grafeno. Olimpiceno, los anillos olímpicos más pequeños del mundo. Adamas: el más fuerte. Diamantes naturales y sintéticos. Carbones tipo diamante. Un diamante NO es para siempre. Planetas de diamante. Diamantes negros extraterrestres. Los otros. Carbones vestidos y carbones desnudos. La nebulosa Saco de Carbón.

El reformado de metano con transportadores sólidos de oxígeno (Chemical Looping Reforming – CLR) es un proceso autotérmico de refomado de metano en el que se utilizan transportadores sólidos de oxígeno - TO (óxidos metálicos) en dos lechos fluidizados interconectados, el reactor de reducción (RR) y el de oxidación (RO). Estos sólidos transfieren el oxígeno del aire al combustible evitando el contacto directo entre ellos. Este trabajo ha centrado su investigación en el desarrollo y caracterización de transportadores sólidos de oxígeno basados en NiO adecuados al proceso y en demostrar la viabilidad del proceso CLR a nivel de planta piloto. Para ello, se prepararon distintos TO mediante varios métodos y utilizando diferentes soportes. Para seleccionar los TO más adecuados entre los materiales preparados, se realizaron experimentos consistentes en multiciclos reducciónoxidación en una termobalanza y en un reactor de lecho fluidizado discontinuo. Los resultados obtenidos mostraron que los transportadores de oxígeno preparados por impregnación con humedad incipiente presentan las propiedades deseadas en el proceso CLR. A continuación, se estudió el comportamiento de los transportadores de oxígeno seleccionados en una planta piloto de dos lechos fluidizados interconectados de 900 Wt. Además, se analizó el efecto de las principales variables de operación sobre la distribución de gas producto, conversión de metano, formación de carbono e integridad del transportador. En todos los experimentos realizados, la conversión de metano fue muy alta y la composición del gas producto obtenida era la correspondiente al equilibrio termodinámico. Durante las 50 horas de operación no se detectó deposición de carbono ni problemas de aglomeración o de fluidización. La pérdida de material por atrición fue despreciable y además, los transportadores no perdieron reactividad ni sufrieron cambios importantes en sus propiedades físico-químicas durante la operación. Por todo esto, puede decirse que los TO desarrollados en este trabajao pueden ser utilizados en grandes instalaciones de CLR para la producción de H2. Posteriormente se analizó el efecto de la presión de trabajo sobre el proceso CLR. Para ello, se realizaron experimentos en una instalación equipada con un reactor de lecho fluidizado con alimentación continua de sólido que podía trabajar hasta 10 atmósferas de presión. Los resultados obtenidos mostraron que la presión de trabajo no produce cambios significativos en la composición del gas producto, conversión de metano ni en la integridad del transportador de oxígeno. Además, se determinó la cinética de reacción de todas las reacciones que pueden tener lugar en el reactor de reducción de un proceso CLR. El conocimiento de esta cinética es esencial para realizar el diseño, simulación y optimización del proceso CLR. Finalmente se realizó una optimización del proceso CLR desde el punto de vista de la producción de H2. Para ello, se realizaron balances de materia y energía en el sistema CLR para determinar las condiciones de operación en las que el proceso trabaja en régimen auto-térmico y la producción de H2 es la máxima posible. La principal conclusión obtenida de este estudio fue que es necesario trabajar con relaciones aire-combustible superiores a la estequiométrica (mayores de 1.2) para que el proceso CLR sea auto-térmico. La producción de H2 en las condiciones óptimas de operación es de 2.75 mol H2/mol CH4.

0407-2011, Chemical looping combustion-CLC is a combustion technology with inherent separation of CO2 by using solid oxygen carriers - OC (metal oxides) in two interconnected fluidized beds, a reduction (FR) and a oxidation reactor (AR). The OC transfer the oxygen from air to fuel by avoiding direct contact between them., This thesis has focused on the development and characterization of CuO-based oxygen carriers suitable for CLC process and to demostrate the viability of the CLC concept at pilot plant using syngas or methane as fuels. Also, the combustion of methane containing variable amounts of light hydrocarbons (LHC) of H2S was analyzed. Moreover, high temperature behavior during long-term operation of different CuO-based oxygen carriers has been also evaluated., The evaluation of the process and the oxygen carriers was carried out in a CLC continuous unit of 500 Wth of two interconnected fluidized beds. Cu-based oxygen carriers were found to be suitable for syngas and methane combustion, reaching full gas conversion at low oxygen carrier-to-fuel ratios. Moreover, the presence of light hydrocarbons or sulfur in the fuel gas did not affect the efficiency of the process. The Cu-based oxygen carrier prepared using γAl2O3 as support modified with a small NiO addition was found to be adequate to operate at high temperatures (TFR=900ºC and TAR=950ºC) without attrition or agglomeration problems in the CLC process., Finally, a solid waste management study of the process using Cu-based oxygen carriers was carried out. A process for the recovery and re-used of the copper content in the solid wastes was proposed and it was found that the solid wastes generated can be classified as stable non-reactive hazardous wastes which may be accepted at landfills for non-hazardous waste., Univ. de Zaragoza. Banco Santander Central Hispano.

EXPOQUIMIA, 22 de octubre de 2008. 1er curso de divulgación