ICMM-ENMAT Energía y Ciencia de Materiales

Presentación

El Grupo de Investigación del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC de Madrid, está formado por 5 investigadores de plantilla. Los científicos que participan son especialistas en áreas complementarias para este proyecto. En particular, se dispone de experiencia en la preparación, procesado y estudio de transporte en cerámicas conductoras.




Experiencia y líneas de investigación.

1. Conductores de litio.

En compuestos tipo perovskita, Li3xLa2/3xTiO3y Nasicon, Li1+xTi2xAlx(PO4)3, la estructura fue refinada con difracción de neutrones y el movimiento del litio analizado con RMN e Impedancia Compleja. La sustitución de Li por Na reduce la cantidad de vacantes catiónicas, reduciendose la conductividad drásticamente cuando la cantidad de vacantes se acerca al umbral de percolación.

  • Jimenez, R; Rivera, A; Varez, A; Sanz. J. Solid State Ionics, 180, 1362 (2009).
  • Arbi, K; Tabellout, M; Sanz, J. Solid State Ionics, 180, 1613 (2010).
  • Arbi, K; París, MA; Sanz, J. Dalton Transactions, 40, 10195 (2011).
  • Bucheli, W ; Durán, T ; Jimenez, R ; Sanz, J ; Varez, A. Inorg. Chemistry, 51, 5831 (2012).
  • Sotomayor, ME;Várez, A; Bucheli, W; Jimenez, R; Sanz, J. Ceram. Intern., 39, 9619 (2013).

Inserción de litio en manganitas y compuestos tipoNASICON.

  • Arbi, K; Kuhn, A; Sanz, J; GarcíaAlvarado,F. J. Electrochem. Soc. 157, A654 (2010).
  • Arbi, K; Hoelzel, M; Kuhn, A; GarcíaAlvarado, F; Sanz, J. Inorg. Chemistry, 52, 9290.
  • Martínez S; Sobrados, I; Tonti, D; Amarilla, JM; Sanz, J; Physical Chemistry Chemical
  • Physics (2013). 


2. Conductividad protónica en muestras Li2Ti3O7 y KSbTeO6 intercambiadas en medio acido.
El intercambio de los iones litio por iones H+ en medio acido incrementa la movilidad protónica en presencia de agua, haciendo que puedan ser utilizados como electrolitos en celdas de combustible de baja temperatura.

  • Orera, A; Azcondo, MT; GarcíaAlvarado, F; Sanz, J; Sobrados, I; RodríguezCarvajal, J; Amador, U, Inorg. Chemistry, 48, 7659 (2009)
  • Soler, J; Lemus, J; Pina, MP; Sanz, J; Aguadero A; Alonso, JA. J. New Materials for Electrochemical Systems, 12, 77 (2009)
  • Pérez Flores, JC; GarcíaAlvarado, F; Hoelzel, M; Sobrados, I; Sanz, J; Kuhn, A. Dalton Trans., 41, 14633 (2012).
  • Colodrero, RMP; Papathanasiou, KE; Stavgianoudaki, N; OliveraPastor, P; Losilla, ER; Aranda, MAG; LeónReina, L; Sanz, J; Sobrados, I; ChoquesilloLazarte, D; GarcíaRuiz, JM; Atienzar, P; Rey, F; Demadis, KD; Cabeza, A. Chemistry of Materials, 24, 3780 (2012).

Se estan estudiado materiales nanoestructurados a base de TiO2 y Li4Ti5O12

  • Soria, J; Sanz, J; Sobrados, I; Coronado, J.M; Hernández Alonso,M.D; Fresno, F. J. Phys. Chem. C, 114, 16534 (2010).
  • Sanz, J; Soria, J; Sobrados, I; Yurdakal, S; Augugliaro, V. J. Phys. Chem. C, 116, 5110 (2012).
  • Yurdakal S, Augugliaro V, Sanz J, Soria J, Sobrados I, Torralvo, MJ. J. Catal. 309 (2014) 97

3. Conductores de oxígeno.
En la serie Ce1xZrxO2fueron estudiadas las fases cúbica, tetragonal y monoclínica, siendo máxima la conductividad en la muestra Ce0.5Zr0.5O2. En el sistema CeO2ZrO2Y2O3la conductividad aumenta con el contenido en vacantes.

  • Várez, A; Jolly, J; Oliete, P; Sanjuán, ML; García Gonzalez, E; Jardiel, T; Sanz, J.Inorg. Chemistry, 48, 9693 (2009)
  • Tonti, D; Martínez, L; Torralvo, MJ; Enciso, E; Roman, E; Sanz, J. J. Electrochem. Soc. 157, B1499 (2010)
  • Jimenez, R; Bucheli, W; Varez, A; Sanz, J. Fuel Cells, 11, 642 (2011)
  • Sanjuán, ML; Oliete, P; Várez, A; Sanz, J. J. Eur. Ceram. Soc, 32, 689 (2012)


Finalmente, se ha estudiado la conductividad de oxígeno en materiales con estructura tipo apatita, en los que la estabilidad química y la conductividad iónica son elevadas.

  • Madani, A; Sobrados, I; Inoubli, A; Chefi, S; Kahlaoui, M; Sanz, J. Ionics, 16, 723 (2010)
  • Abassi, M; Ternane, R; Sobrados, I; Madani, A; TrabelsiAyadi, M; Sanz, J. Ceram. Intern., 39, 9215(2013)

Docencia y colaboraciones científicas

El grupo ICMM ha participado en diferentes proyectos nacionales e internacionales dentro del área de energía.

En cuanto a proyectos regionales ha participado en los dos proyectos previos,  financiados por la Comunidad de Madrid: Materyener I y Materyener II, orientados al estudio de compuestos con elevada conductividad de litio y oxigeno.

En proyectos nacionales,financiados por el MICINN y el MINECO: proyectos MAT2007 y MAT2010, orientados al estudio de materiales para baterías de litio y celdas de combustible.

En proyectos internacionales, el grupo ha formado parte de los consorcios de proyectos europeos financiados dentro del 7º Programa Marco: El proyecto NANOLICON (Proyecto 247579, FP7PEOPLE2009IRSES),orientado al intercambio de personal investigador entre distintos laboratorios, especializadas en el estudio de conductores de litio con estructura tipo Perovskitas y  el proyecto NASICON y el proyecto LABOHR (NMP3SL2011265971), con la participación de distintos laboratorios y empresas europeas, orientado al estudio y diseño de materiales que puedan ser utilizados en baterías litio aire, para vehículos con elevada autonomía.


Equipo ICMM-ENMAT

  • Jesús Sanz Lázaro

  • Mª Isabel Sobrados de la Plaza

  • Ricardo Jiménez Riobóo

  • José Manuel Amarilla

  • Luis Sánchez Muñoz