Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Transportadors d'energia. Fotosíntesi artificial. Descomposició de l'aigua. Producció i emmagatzematge d'hidrogen. Catalitzadors per a reaccions en cel·les de combustible i combustions catalítiques.
Crèdits:
4

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
LUIS BLANCAFORT SAN JOSE
Idioma de les classes:
Anglès (100%)

Competències

  • CB1 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  • CB2 - Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, sent incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  • CB3 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons últimes que les sustenten a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats, fent servir com a llengua vehicular l'anglès.
  • CE1 - Identificar els principis fonamentals en què es basa la química organometàl · lica i utilitzar-los per descriure i formular mecanismes de reacció.
  • CE2 - Identificar els principis bàsics de la catàlisi homogènia, heterogènia, asimètrica i bioinspirada, reconèixer els processos en què opera i formular les seves principals aplicacions en síntesi i en processos de producció d'energia.

Altres Competències

  • Reconocer los principales transportadores de energía y los procesos de producción industriales. Comprender los principios básicos de los sistemas fotosintéticos. Conocer los mecanismos de la descomposición del agua en sus elementos. Identificar las tecnologías eficientes de la transformación de la energía química.

Continguts

1. Basic Concepts

          1.1. Primary energies sources, scales and the energy challenge

          1.2. Energy parameters, basic principles and chemical transformations

          1.3. Energy Carries

                    1.3.1. Fossil Fuels: Oil, Gas and Coal

                    1.3.2. H2, H2O2, HCO2H and MeOH

                    1.3.3. Batteries

2. Photosynthesis.

          2.1. Overview, light reactions, Z scheme and Calvin cycle

          2.2. Photosystem II and the Oxygen-evolving center (OEC)

          2.3. Photosystem I and the Ferredoxin-NADP(+) reductase

3. Artificial photosynthesis and water splitting.

          3.1. Overview. Catalysts for the production of solar fuels

          3.2. Catalyzed water oxidation to O2

          3.3. Catalyzed production of H2O2

          3.4. Catalyzed reduction of H2O to H2

          3.5. Catalyzed reduction of CO2 to hydrocarbons

          3.6. Light-harvesting complexes and charge separation systems

4. Industrial production and storage of energy in chemical bonds.

          4.1. Oil cracking

          4.2. Production of fuels from biomass

          4.3. H2 production

5. Fuel Cell and Catalytic combustions.

          5.1. Overview. The basic fuel cell components and types

          5.2. H2 and H2O2 fuel cells

          5.3. Hydrocarbon fuel cells

          5.4. Catalytic hydrocarbons and NOx combustion

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 24 24 48
Classes pràctiques 6 0 6
Exposició dels estudiants 6 16 22
Prova d'avaluació 4 20 24
Total 40 60 100

Bibliografia

  • P. Barbaro, C. Bianchini, (2009). Catalysis for Sustainable Energy Production. Weinheim: Wiley-VCH.
  • N. Armaroli, V. Balzani, (2011). Energy for a Sustainable World. Weinheim: Wiley-VCH .
  • L. Guczi, A. Erdôhelyi (2012). Catalysis for Alternative Energy Generation . Springer.
  • T. Okada, M. Kaneko (2009). Molecular Catalysis for Energy Conversion. Springer.
  • P. van der Waal, J. Cornelis (2013). Catalytic Process Development for Renewable Materials. Weinheim: Wiley-VCH. Catàleg
  • G. Centi, R. A. van Santen (2007). Catalysis for Renewables. Weinheim: Wiley-VCH.
  • R. Razeghifard (2013). Natural and Artifical Photosynthesis: Solar Power as an Energy Source. Weinheim: Wiley-VCH.
  • K. Trianrafyllidis, A. Lappas, M. Stöcker (2013). The Role of Catalysis for the Sustainable Production of Bio-fuels and Bio-che.... Elsevier Inc.
  • A. Sayigh (2013). Comprehensive Renewable Energy. Elsevier Inc.
  • M. A. Fahim, T. A. Alsahhaf, A. Elkilani (2010). Fundamentals of Petroleum Refining. Elsevier Inc. Catàleg
  • A. K. Talukdar, K. G. Bhattacharyya (2006). Catalysis in Petroleum and Petrochemical Industries. Alpha Science Inter., Ltd.
  • M. Shao (2013). Electrocatalysis in Fuel Cells: A Non- and Low- Platinum Approach-Lecture Notes. Springer.

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Final Exam Evaluation of the understanding of the basic concepts delivered in the course 60
Oral presentation Summary and oral presentation of scientific publications relevant to some of the topics taught during the course. 40

Qualificació

The module will be assessed by a combination of an oral examination (40%) and a written assessment (60%). The student must get a minimum mark of 4/10 for each of the evaluation activities in order for the activities to be considered in the final global evaluation mark.