Investigación
ESTUDIO COMPUTACIONAL DE MATERIALES INORGÁNICOS
Los métodos a partir de primeros principios suponen una gran ventaja en el diseño de nuevos materiales, porque al no necesitarse información experimental, el comportamiento de un material puede predecirse incluso antes de ser sintetizado, siendo pues posible centrarse rápidamente en sistemas prometedores. Frente a los experimentos reales, la computación permite tener un control total sobre todas las variables experimentales. Este nivel de control hace posible diseñar “experimentos computacionales” encaminados a entender la influencia de una variable específica en la interacción estructura-composición-propiedades.
La experiencia del grupo en el campo del diseño computacional de materiales se remonta al año 2000, cuando la Dra. Arroyo se incorporó como investigador contratado postdoctoral al grupo del Prof. G. Ceder en el Massachusetts Institute of Technology (MA, US). Desde su regreso a España en 2003 la Dra. Arroyo continuó con esta línea de investigación, combinando técnicas computacionales y experimentales para el estudio de materiales para el almacenamiento de energía. En los últimos años el grupo ha participado en numerosos proyectos nacionales e internacionales, incluyendo contratos de investigación con la empresa Toyota Motor Europe.
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:
- Materiales con utilidad como electrodo para baterías recargables basadas en iones de diversos metales: litio, sodio, magnesio y calcio. Entre los materiales investigados se encuentran fosfatos, silicatos, germanatos, vanadatos, sulfuros, floruros nitruros y óxidos de metales de transición. En los últimos años se ha trabajado intensamente en el desarrollo de materiales capaces de actuar como electrodo positivo en una nueva tecnología de baterías recargables basadas en Ca metálico.
- Óxidos mixtos para electrolizadores de alta y baja temperatura (tecnologías SOEC y AEL). Se estudian óxidos relacionados con el tipo estructural perovskita, que puedean utilizarse como ánodo en electrolizadores para generar hidrógeno a través de la ruptura de la molécula de agua. El grupo usa descriptores electrónicos para centrarse en los materiales más prometedores.
- Materiales obtenidos mediante alta presión. En combinación con las técnicas experimentales disponibles en el Laboratorio Complutense de Altas Presiones, se estudia la estabilidad termodinámica y las propiedades electroquímicas de polimórfos, como anatasa-rutilo TiO2.
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