Grupo de Ingeniería Química y Ambiental

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David Alique (Madrid, 1981) obtuvo el grado de Ingeniero Químico por la Universidad Rey Juan Carlos en el año 2004, momento desde el cual ha estado vinculado a la investigación y la docencia en el ámbito de la Educación Superior Universitaria. Después de trabajar durante un corto periodo de tiempo en una refinería de petróleo para Repsol S.A. (Cartagena, España) inició sus estudios de doctorado. Su principal línea de investigación se centra en el desarrollo y aplicación de membranas metálicas densas de paladio con elevada permeo-selectividad al hidrógeno para su uso en reactores de membrana. En el año 2014 obtuvo el Título de Doctor con Mención de Doctorado Europeo por la Universidad Rey Juan Carlos con la máxima calificación de Sobresaliente Cum Laude, recibiendo también el Premio Extraordinario de Doctorado. Durante este periodo realizó una estancia pre-doctoral en el Departamento de Ingeniería Química, Minera y de las Tecnologías Ambientales de la Universidad de Bolonia (Bolonia, Italia). Una vez obtenido el grado de doctor completó su experiencia de movilidad con una estancia postdoctoral en la Agencia Nacional Italiana para Nuevas Tecnologías, Energía y Desarrollo Económico Sostenible (Frascati-Roma, Italia). Ha participado en 13 proyectos de investigación públicos que han permitido la financiación parcial de su actividad investigadora, actuando en varios de ellos como investigador principal. Además, ha participado en tareas para la difusión de su actividad científica y avances logrados mediante la participación de más de 50 congresos, la mayor parte de ellos de carácter internacional, la publicación de una treintena de artículos científicos, la mayor parte de ellos en revistas indexadas en el JCR con elevados indicios de calidad y autoría de 4 capítulos de libro. También es destacable su actividad como censor de más de 200 artículos científicos en revistas internacionales de reconocido prestigio.
En relación a su experiencia docente, ha impartido más de 2.400 horas de clases tanto de naturaleza práctica como teórica para multitud de titulaciones de la rama de ingenierías (por ejemplo, Ingeniería Química, Ingeniería de la Energía, Ingeniería Ambiental, Ingeniería de los Materiales, Ingeniería en Tecnologías Industriales, Ingeniería Mecánica o Ingeniería Aeroespacial en Aeronavegación, entre otras). También ha sido tutor de multitud de trabajos fin de carrera/grado/máster y ha participado en numerosos programas de orientación preuniversitaria promovidos por la Universidad Rey Juan Carlos. Además, debe destacarse que participa en numerosas actividades de innovación docente encaminadas a la mejora continua de su labor como profesor universitario.
  • Producción de hidrógeno verde de fracciones residuales de biomasa por reformado autotérmico en reactores de membrana de geometría plana
    Entidad Financiadora : Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2020-117273RB-I00)
    Periodo de Ejecución : 2021 - 2024
    Investigador Principal : Carrero Fernández, Alicia y Calles Martín, José Antonio
    Equipo Investigador : - Acha Uriarte, Nagore - Alique Amor, David - Calles Martín, José Antonio - Carrero Fernández, Alicia - Chirinos Chávez, Carlos Andrés - Martín Gamboa, Mario - Megía Hervás, Pedro - Vizcaíno Madridejos, Arturo J. 
      Mostrar resumen: El objetivo principal de este proyecto es la producción de hidrógeno renovable a partir de residuos derivados de la pirólisis de biomasa mediante reformado de vapor autotérmico integrado en un reactor de membrana, tratando de contribuir a la descarbonización del sistema energético europeo. El proyecto destaca por su relevancia social y económica al proporcionar un proceso sostenible para la revalorización de residuos de biorrefinerías. Por lo tanto, este proyecto se encuentra en el marco de un desarrollo energético sostenible basado en una economía circular. Para lograrlo se sintetizan nuevos catalizadores de reformado mediante la incorporación de centros activos metálicos (Pd, Pt, Rh, Ru) sobre soportes mesoporosos (SBA-15 y ceria). Estos catalizadores se combinan con membranas de Pd para obtener hidrógeno de alta pureza y superar el límite termodinámico de las reacciones de reformado de vapor autotérmico. Las nuevas membranas de Pd, se preparan sobre soportes porosos de acero inoxidable (PSS) previamente modificados mediante la incorporación de capas intermedias de ceria simétricas y asimétricas para ajustar sus propiedades superficiales. Asimismo, se realiza una Evaluación de Sostenibilidad del Ciclo de Vida (LCSA) y análisis termoeconómico.

  • Producción de hidrógeno renovable mediante reformado oxidativo de fracciones acuosas de bio-oil empleando catalizadores mesoestructurados y conformados (BIOXIRECAT)
    Entidad Financiadora : Ministerio de Ciencia e Innovación (TED2021-131499B-I00)
    Periodo de Ejecución : 2022 - 2024
    Investigador Principal : Calles Martín, José Antonio y Vizcaíno Madridejos, Arturo J.
    Equipo Investigador : - Alique Amor, David - Calles Martín, José Antonio - Carrero Fernández, Alicia - Megía Hervás, Pedro - Moreno de la Calle, Álvaro - Vizcaíno Madridejos, Arturo J. 
      Mostrar resumen: El principal objetivo de esta propuesta es la producción de hidrógeno renovable mediante reformado oxidativo con vapor catalítico a partir de corrientes residuales (fracciones acuosas de bio-oil) derivadas de procesos térmicos de biomasa en biorrefinerías. Se cumple así un doble objetivo a través de la entrada de esos biorresiduos en la cadena de valor del sistema productivo y su valorización en un vector energético sostenible que reduzca las emisiones de efecto invernadero, enmarcándose así en el concepto de economía circular. El proyecto incluye: (i) Preparación de nuevos catalizadores de reformado mediante la incorporación de metales activos sobre soportes mesoestructurados sintetizados (basados en sílice y ceria) y su posterior conformado en partículas de mayor tamaño, como aproximación a su potencial uso en reactores industriales. (ii) Reformado oxidativo con vapor de los componentes de la fase acuosa del bio-oil, simulando la composición de corrientes reales, con el fin de seleccionar los mejores catalizadores en términos de alta conversión, selectividad y rendimiento a hidrógeno, bajo diferentes condiciones de operación de temperatura y relación oxígeno/carbono, así como presiones cercanas a las que se usarían a nivel industrial. (iii) Evaluación de la vida útil de los catalizadores durante ciclos largos de reacción-regeneración, esenciales para su uso a gran escala. Estudio de las causas de desactivación y definición del tratamiento de regeneración. (iv) Cuantificación de la sostenibilidad de la producción de hidrógeno a través del proceso propuesto teniendo en cuenta los aspectos ambientales, termoeconómicos y sociales a lo largo de toda la cadena de valor, mediante el uso de herramientas como el análisis del ciclo de vida (ACV) y el análisis termoeconómico.

  • Producción de bioaceite e hidrogeno a partir de microalgas mediante procesos de licuefacción hidrotérmica y reformado con vapor en reactores de membrana
    Entidad Financiadora : Ministerio de economía y competitividad (ENE2017-83696-R)
    Periodo de Ejecución : 2018 - 2020
    Investigador Principal : Calles Martín, José Antonio y Carrero Fernández, Alicia
    Equipo Investigador : - Alique Amor, David - Calles Martín, José Antonio - Carrero Fernández, Alicia - Martínez Díaz, David - Sanz Villanueva, Daniel - Vicente Crespo, Gemma - Vizcaíno Madridejos, Arturo J. 
      Mostrar resumen: La controversia generada por el empleo de los cultivos agrícolas de interés alimentario para uso energético, ha despertado el interés por las microalgas para la obtención de biocombustibles. Las algas no necesitan extensos terrenos de cultivo y pueden crecer de forma rápida. Además, es una materia prima renovable, sostenible y no contaminante que contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero porque utiliza CO2 en su crecimiento. Por ello, este proyecto de investigación tiene como objetivo general la producción sostenible de hidrógeno y bio-aceite partiendo de microalgas.
      La licuefacción hidrotérmica(LHT) de microalgas requiere temperaturas inferiores a la pirólisis y presiones altas para mantener el agua líquida, lo que aporta una gran ventaja, ya que en estas unidades (LHT) no es necesario el secado de la microalga con el consiguiente ahorro energético. El bio-aceite obtenido con una etapa de LHT contiene mucho oxígeno (10-20 %) y nitrógeno (1-8 %), lo que le confiere poca estabilidad y, además, provocaría altas emisiones de NOx durante la combustión del bio-aceite. Para solucionar estos problemas se ha planteado un proceso donde la licuefacción se realiza en dos etapas: en la primera a baja temperatura (T<200 ºC) se obtiene una fase acuosa por descomposición de las proteínas y de los hidratos de carbono de cadena corta. A continuación, la fracción sólida se somete a una segunda etapa de LHT a mayor temperatura (T= 250-350 ºC) con el objetivo de conseguir un bio-aceite con bajo contenido en nitrógeno y oxígeno. En la segunda etapa de licuefacción también se produce una corriente gaseosa de CO2 que se podría recircular al cultivo de la microalga.
      Las fracciones acuosas procedentes de ambas etapas de licuefacción se pueden valorizar mediante la producción de hidrógeno por reformado catalítico con vapor en un reactor de membrana con el objetivo de producir hidrógeno de elevada pureza. El hidrógeno puede utilizarse como combustible utilizando tecnologías maduras (motores de combustión) o en desarrollo (pilas de combustible). Además, en este proyecto, se probará el reformado oxidativo con el fin de reducir las necesidades energéticas del proceso y evitar la desactivación de los catalizadores de reformado por deposición de coque.
      Desde el punto de vista medioambiental, en el proyecto se utilizarán herramientas de análisis de sistemas, como las basadas en Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para evaluar los balances de emisiones y de energía comprobando que se ajustan a un modelo de desarrollo sostenible.






Comprehensive permeation analysis and mechanical resistance of electroless pore-plated Pd-membranes with ordered mesoporous ceria as intermediate layer

Martinez-Diaz. D.; Martínez del Monte, D.; García-Rojas, E.; Alique, D.; Calles, J. A.; Sanz, R.

Modeling of H2 permeation through electroless pore-plated composite Pd membranes using computational fluid dynamics

Fernández, A.; Casado, C.; Alique, D.; Calles, J.A.; Marugán, J.

Stability of electroless pore-plated Pd-membranes in acetic acid steam membrane-reformers for ultra-pure hydrogen production

Adduci, G.; Martinez-Diaz, D.; Sanz-Villanueva, D.; Caravella, A.; Calles, J. A.; Sanz, R.; Alique, D.

Pre-activation of SBA-15 intermediate barriers with Pd nuclei to increase thermal and mechanical resistances of pore-plated Pd-membranes

Sanz-Villanueva, D.; Alique, D.; Vizcaíno, A.J.; Sanz, R.; Calles, J.A.

Membrane gas-liquid contactor for tritium extracton from Pb-Li alloys

Tosti, S.; Pozio, A.; Farina, L.; Incelli, M.; Santucci, A.; Alique, D.

Ultra-pure hydrogen via co-valorization of olive mill wastewater and bioethanol in Pd-membrane reactors

Alique, D.; Bruni, G.; Sanz, R.; Calles, J. A.; Tosti, S.

Stability of pore-plated membranes for hydrogen production in fluidized-bed membrane reactors

Tosto, E.; Alique, D.; Martinez-Diaz, D.; Sanz, R.; Calles, J.A.; Caravella, A.; Medrano, J.A.; Gallucci, F.

Pd-thickness reduction in electroless pore-plated membranes by using doped-ceria as interlayer

Martinez-Diaz, D.; Alique, D.; Calles, J.A.; Sanz, R.

Influence of Si and Fe/Cr oxides as intermediate layers in the fabrication of supported Pd membranes

Maroño, M.; D'Alessandro, G.; Morales, A.; Martinez-Diaz, D.; Alique, D.; Sánchez, J.M.

Preliminary equipment design for on-board hydrogen production by steam reforming in palladium membrane reactors

Holgado, M.; Alique, D.

On the energy efficiency of hydrogen production processes via steam reforming using membrane reactors

Bruni, G.; Rizzello, C.; Santucci, A.; Alique, D.; Incelli, M.; Tosti, S.

H2 permeation increase of electroless pore-plated Pd/PSS membranes with CeO2 intermediate barriers

Martínez-Díaz, D.; Sanz, R.; Calles, J. A. Alique, D.

Hydrogen production in a Pore-Plated Pd-membrane reactor: Experimental analysis and model validation for the Water Gas Shift reaction

Sanz, R.; Calles, J. A.; Alique, D.; Furones, L.; Ordóñez, S.; Marín, P.

Thermal stability and effect of typical water gas shift reactant composition on H2 permeability through a Pd-YSZ-PSS composite membrane

Calles, J. A.; Sanz, R.; Alique, D.; Furones, L.

H2 production via water gas shift in a composite Pd membrane reactor prepared by the pore-plating method

Sanz, R.; Calles, J. A.; Alique, D.; Furones, L.

Modelling and simulation of permeation behaviour on Pd/PSS composite membranes prepared by "pore-plating" method

Sanz, R.; Calles, J. A.; Ordóñez, S.; Marín, P.; Alique, D.; Furones, L.

New synthesis method of Pd membranes over tubular PSS supports via "pore-plating" for hydrogen separation processes

Sanz, R.; Calles, J. A.; Alique, D.; Furones, L.

Influence of the type of siliceous material used as intermediate layer in the preparation of hydrogen selective palladium composite membranes over a porous stainless steel support

Calles, J. A.; Sanz, R.; Alique, D.

Preparation, testing and modeling of hydrogen selective Pd/YSZ/SS composite membrane

Sanz, R.; Calles, J. A.; Alique, D.; Furones, L.; Ordóñez, S.; Marín, P.; Corengia, P.; Fernández, E.

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