Grupo de Ingeniería Química y Ambiental

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Alicia Carrero Fernández obtuvo la Licenciatura en Ciencias Químicas, especialidad Ingeniería Química, por la Universidad de Castilla la Mancha en 1994. Posteriormente, realizó su tesis doctoral titulada “Isomerización de n-buteno sobre catalizadores tipo zeolita” obteniendo el grado de Doctor por la Universidad de Castilla la Mancha en enero de 2000. Durante este periodo predoctoral realizó labores de profesor ayudante de escuela universitaria y de facultad. En octubre de 2000 se incorpora a la Universidad Rey Juan Carlos como profesor asociado N2 a tiempo completo y, entre febrero y septiembre de 2002 realiza una estancia post-doctoral en la universidad de Utrecht. Desde Febrero de 2003 es profesora titular del área de Ingeniería Química de la Universidad Rey Juan Carlos. La investigación desarrollada ha estado centrada en la síntesis de catalizadores zeolíticos y mesoestructurados y sus aplicaciones en distintos procesos: obtención de gasolinas, isomerización de olefinas lineales, polimerización de etileno mediante catalizadores de cromo y metalocénicos soportados, reformado de bioetanol. Como resultado, ha dirigido 3 tesis doctorales, ha publicado 20 artículos científicos y ha participado en 18 proyectos de investigación tanto de organismos públicos como de empresas privadas.
  • 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.

  • Reformado oxidativo de fracciones acuosas procedentes de biomasa para la producción de hidrógeno renovable utilizando catalizadores aglomerados
    Entidad Financiadora : Comunidad de Madrid ()
    Periodo de Ejecución : 2022 - 2024
    Investigador Principal : Megía Hervás, Pedro
    Equipo Investigador : - Calles Martín, José Antonio - Carrero Fernández, Alicia - Megía Hervás, Pedro - Vizcaíno Madridejos, Arturo J. 
      Mostrar resumen: Los efectos del cambio climático tienen consecuencias muy graves y, son irreversibles. Por ello, surgen directiva a nivel europeo y nacional con el objetivo de priorizar las fuentes de energía renovable. En este contexto, el hidrógeno como vector energético ha adquirido gran importancia como alternativa para mitigar el cambio climático y descarbonizar el sector de la energía. El objetivo de este proyecto (HYDROGREFOX) pretende obtener hidrógeno verde a partir de corrientes residuales procedentes de pirólisis de biomasa por reformado oxidativo. El proyecto destaca por su relevancia a la hora de facilitar la revalorización de la fase acuosa del bioaceite obtenido a partir de pirólisis de biomasa residual, permitiendo el desarrollo de la Economía Circular. Para la consecución del objetivo principal del proyecto, se sintetizarán catalizadores basados metales nobles (Pd, Pt, Rh), soportados sobre CeO2 mesoporoso preparado por nanocasting utilizando el material SBA-15 como template y se conformarán siguiendo diferentes procedimientos. La influencia del método de aglomeración sobre las características fisicoquímicas y sobre la resistencia mecánica de los catalizadores preparados se evaluará utilizando diferentes técnicas de caracterización. Además, se estudiará la influencia de diferentes parámetros de reacción como la temperatura, relación oxígeno/carbono, etc., con el objetivo de maximizar la producción de hidrógeno. Por último, se determinará la influencia de los diferentes ciclos de reacción-regeneración necesarios para la aplicación de los catalizadores aglomerados a mayor escala en la desactivación de los catalizadores durante el reformado oxidativo de ácido acético como compuesto modelo de la fracción acuosa procedente de pirólisis de biomasa residual.

  • 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.






Hydrogen Production through Oxidative Steam Reforming of Acetic Acid over Ni Catalysts Supported on Ceria-Based Materials

Megía, P. J.; Morales, A.; Vizcaíno, A. J.; Calles, J. A.; Carrero, A.

Coke evolution in simulated bio-oil aqueous fraction steam reforming using Co/SBA-15

Megía, P.J.; Vizcaíno, A.J.; Ruiz-Abad, M.; Calles J.A.; Carrero, A.

Effect of the incorporation of reducibility promoters (Cu, Ce, Ag) in Co/CaSBA-15 catalysts for acetic acid steam reforming

Megía, P.J.; Calles, J.A.; Carrero, A.; Vizcaíno, A.J.

Methanol reforming by nanostructured Pd/Sm-doped ceria catalysts

Kosinski, M.R.; Vizcaíno, A.J.; Gómez-Sainero, L.M.; Carrero, A.; Baker, R.T.

On the support effect and the Cr promotion of Co based catalysts for the acetic acid steam reforming

Cortese, M.; Ruocco, C.; Palma, V.; Megía, P. J.; Carrero, A.; Calles, J. A.

Hydrogen Production Technologies: From Fossil Fuels toward Renewable Sources. A Mini Review

Megia, P. J.; Vizcaino, A. J.; Calles, J. A.; Carrero, A.

Evaluation of bimodal polyethylene from chromium oxide/metallocene hybrid catalysts for high resistance applications

Paredes, B.; Moreno, J.; Carrero, A.; van Grieken, R.

Agglomerated Co–Cr/SBA-15 catalysts for hydrogen production through acetic acid steam reforming

Calles, J. A.; Carrero, A.; Vizcaíno, A. J.; Megía, P. J.

Catalytic behavior of Co-based catalysts in the kinetic study of acetic acid steam reforming

Megía, P.J.; Cortese, M.; Ruocco, C.; Vizcaíno. A.J.; Calles, J.A.; Carrero, A.; Palma, V.

Hydrogen production from steam reforming of acetic acid as a model compound of the aqueous fraction of microalgae HTL using Co-M/SBA-15 (M: Cu, Ag, Ce, Cr) catalysts

Megía, P. J.; Carrero, A.; Calles, J. A.; Vizcaíno, A. J.

Steam reforming of model bio-oil aqueous fraction using Ni-(Cu, Co, Cr)/SBA-15 catalysts

Calles, J. A.; Carrero, A.; Vizcaíno, A. J.; García-Moreno, L.; Megía, P. J.

Hydrogen production through glycerol steam reforming using Co catalysts supported on SBA-15 doped with Zr, Ce and La

Carrero, A.; Vizcaíno, A. J.; Calles, J. A.; García-Moreno, L.

Production of Renewable Hydrogen from Glycerol Steam Reforming over Bimetallic Ni-(Cu,Co,Cr) Catalysts Supported on SBA-15 Silica

Carrero, A.; Calles, J.A.; García-Moreno, L.; Vizcaíno, A.J.

Production of bimodal polyethylene on chromium oxide/metallocene binary catalyst: Evaluation of comonomer effects

Moreno, J.; Paredes, B.; Carrero, A.; Vélez, D.

Influence of sterospecificity and molecular weight on mechanical properties of iso-syndio-polypropylene obtained by combination of metallocene catalysts

Lopez-Moya, E.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Paredes, B.

Heterogeneous-catalysed direct transformation of microalga biomass into Biodiesel-Grade FAMEs

Vicente, G., Carrero, A., Rodríguez, R., del Peso, G. L.

Bimodal polypropylene through binary metallocene catalytic systems: comparison between hybrid and mixed heterogeneous catalysts

Paredes, B.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Lopez-Moya, E.

Comparison of ethanol steam reforming using Co and Ni catalysts supported on SBA-15 modified by Ca and Mg

Vizcaíno, A.J.; Carrero, A.; Calles, J.A.

Effect of Ce and Zr Addition to Ni/SiO2 Catalysts for Hydrogen Production through Ethanol Steam Reforming

Calles, J. A.; Carrero, A.; Vizcaíno, A. J.; Lindo, M.

Synthesis of fatty acids methyl esters (FAMEs) from Nannochloropsis gaditana microalga using heterogeneous acid catalysts

Carrero, A.; Vicente, G.; Rodríguez, R.; del Peso, G. L.; Santos, C

Liquid-Liquid phase equilibria for Soybean Oil Methanololysis: Experimental, modeling, and data prediction

Casas, A.; Rodríguez, J. F.; del Peso, G. L.; Rodríguez, R.; Vicente, G.; Carrero, A.

Hydrogen production by glycerol steam reforming over SBA-15-supported nickel catalysts: Effect of alkaline earth promoters on activity and stability

Calles, J. A.; Carrero, A; Vizcaíno, A. J.; García-Moreno, L.

Hybrid zeolitic-mesostructured materials as supports of metallocene polymerization catalysts

Carrero, A.; van Grieken, R.; Paredes, B.

Development of a new synthetic method based on in situ strategies for polyethylene/clay composites

Carrero, A.; van Grieken, R.; Suarez, I.; Paredes, B.

Hydrogen production by steam reforming of ethanol using Ni catalysts based on ternary mixed oxides prepared by coprecipitation

Vizcaíno, A. J.; Lindo, M.; Carrero, A.; Calles, J. A.

Study of the PENT test conditions for reducing failure times in high-resistance polyethylene resins for pipe applications

Dominguez, C.; García, R. A.; Aroca, M.; Carrero, A.

Bimodal poly(propylene) trough binary metallocene catalytic systems as an alternative to melt blending

López-Moya, E.; Van Grieken, R.; Carrero, A.; Paredes, B.

Chromium oxide/metallocene binary catalysts for bimodal polyethylene: Hydrogen effects

Paredes, B.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Moreno, J.; Moral, A.

Hierarchical zeolites as catalysts for biodiesel production from Nannochloropsis microalga oil

Carrero, A.; Vicente, G.; Rodríguez, R.; Linares, M.; del Peso, G. L.

Ethylene polymerization by metallocene catalysts supported over siliceous materials with bimodal pore size distribution

Moreno, J.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Paredes, B.

Development of novel chromium oxide/metallocene hybrid catalysts for bimodal polyethylene

Moreno, J.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Paredes, B.

Ethylene/1-Hexene copolymers produced with MAO/(nBuCp)2ZrCl2) supported on SBA-15 materials with different pore sizes

Paredes, B.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Suarez, I.; Soares, J. B. P.

Effects of the structural components on slow crack growth process in polyethylene blends. Composition intervals prediction for pipe applications

García, R. A.; Carrero, A.; Martín, C.; Domínguez, C.

Ethylene polymerization with methylaluminoxane/(nBuCp)2ZrCl2 catalyst supported on silica and silica-alumina at different AlMAO/Zr molar ratios

van Grieken, R.; Carrero, A.; Paredes, B.

Effect of Mg and Ca addition on coke deposition over Cu–Ni/SiO2 catalysts for ethanol steam reforming

Carrero, A.; Calles, J.A.; Vizcaíno, A.J.

Ethanol steam reforming on Ni/Al-SBA-15 catalysts: Effect of the aluminium content

Lindo, M.; Vizcaíno, A.J.; Calles, J.A.; Carrero, A.

Study of the “in-situ blended” method for polyethylene/clay preparation: effect of clay pretreatment

van Grieken, R.; Carrero, A.; Suarez, I.; Paredes, B.

  • Journal of Nanostructured Polymers and Nanocomposites, 6(3), 79-86 (2010)
Resistencia al proceso de crecimiento lento de grieta en polietilenos bimodales utilizados para su aplicación en tubería

García, R. A.; Carrero, A.; Aroca, M.; Domínguez, C.

  • Revista de Plásticos Modernos, 99(644), 197-202 (2010)
Morphological modifications of Cr/SBA-15 and Cr/Al-SBA-15 ethylene polymerization catalyst: Influence on catalytic behaviour and polymer properties

Aguado, J.; Calleja, G.; Carrero, A.; Moreno, J.

Ethanol steam reforming on Mg- and Ca-modified Cu–Ni/SBA-15 catalysts

Vizcaíno, A.J.; Carrero, A.; Calles, J. A.

Ce and La modification of mesoporous Cu–Ni/SBA-15 catalysts for hydrogen production through ethanol steam reforming

Calles, J. A.; Carrero, A.; Vizcaíno, A. J.

Ethylene polymerization over (nBuCp)2ZrCl2/MAO catalyst system supported on aluminosilicate SBA-15 mesostructured materials.

Carrero, A.; van Grieken, R.; Suarez, I.; Paredes, B.

Ethanol steam reforming on Ni/Al2O3 catalysts: Effect of Mg addition

Vizcaíno, A. J.; Arena, P; Baronetti, G.; Carrero, A.; Calles, J. A.; Laborde, M. A.; Amadeo, N.

One-step synthesis of chromium and aluminium containing SBA-15 materials - New philips catalysts for ethylene polymerization

Aguado, J.; Calleja, G.; Carrero, A.; Moreno, J.

  • Chemical Engineering Journal, 137, 443-452 (2008)
Slow Crack Growth resistence in Resin Blends of Chromium and Metallocene Catalyzed Ethylene-Hexene Copolymers for Pipe Applications

García, R. A.; Carrero, A.; Aroca, M.; Prieto, O.; Domíngez, C.

  • Polymer Engineering and Science, 48(5), 925-933 (2008)
Control of SBA-15 materials morphology by modification of synthesis conditions

Carrero, A.; Moreno, J.; Aguado, J.; Calleja, G.

  • Studies in Surface Science and Catalysis, 174A, 321-324 (2008)
Preparation, characterization and testing of Cr/AlSBA-15 ethylene polymerization catalysts

Calleja, G.; Aguado, J.; Carrero, A.; Moreno, J.

Hydrogen production by ethanol steam reforming over Cu-Ni/SBA-15 supported catalysts prepared by direct synthesis and impregnation

Carrero, A.; Calles, J.A.; Vizcaíno, A.J.

Characterization of ethylene-1-hexene copolymers made with supported metallocene catalysts: Influence of support type

Paredes, B.; Soares, J. B. P.; van Grieken, R.; Carrero, A.; Suarez, I.

Ethylene polymerization over supported MAO/(nBuCp)2ZrCl2 catalysts: Influence of support properties

van Grieken, R.; Carrero, A.; Suarez, I.; Paredes, B.

Effect of 1-hexene comonomer on polyethylene particle growth and kinetic profiles

van Grieken, R.; Carrero, A.; Suarez, I.; Paredes, B.

Hydrogen production by ethanol steam reforming over Cu-Ni supported catalysts

Vizcaíno, A. J.; Carrero, A.; Calles, J. A.

Ethylene polymerization over chromium supported onto SBA-15 mesoporous materials

Calleja, G.; Aguado, J.; Carrero, A.; Moreno, J.

Chromium supported onto swelled Al-MCM-41 materials: a promising catalysts family for ethylene polymerization

Calleja, G.; Aguado, J.; Carrero, A.; Moreno, J.

Catalizadores de cromo soportados para la polimerización de etileno

Calleja, G.; Aguado, J.; Carrero, A.; Moreno, J.

  • Revista de Plásticos Modernos, 582, 584-592 (2004)
Comparative study of the catalytic properties of ferrierite zeolite exchanged with alkaline earth metals in the skeletal isomerization of n-Butene

Cañizares, P.; Carrero, A.

  • Catal. Lett., 64, 239-246 (2000)
Isomerization of n-Butene over Modified Ferrierite Zeolite by Silicon Tetraclhoride Treatment

Cañizares, P.; Carrero, A.; Sánchez, P.

  • Applied Catalysis A: General, 190, 93-105 (2000)
Dealumination of HZSM-5 Zeolites: Effect of Steaming on Acidity and Aromatization Activity

de Lucas, A.; Cañizares, P.; Durán, A.; Carrero, A.

  • Applied Catalysis A: General, 154, 221-240 (1997)
Coke Formation, Location, Nature and Regeneration on Dealuminated HZSM-5 type Zeolites

de Lucas, A.; Cañizares, P.; Durán, A.; Carrero, A.

  • Applied Catalysis A: General,156, 299-317 (1997)
Influencia de los Tratamientos de Desaluminización en la Acidez y Desactivación de Zeolitas ZSM-5

de Lucas, A.; Cañizares, P.; Durán, A.; Carrero, A.

  • Rev. Real Acad. CC. Exac. Fis. Nat., Madrid, 89, 255-262 (1995)
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