19/01/18

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Grupo M-2E - Universidad de Barcelona, UB, y el Instituto de Investigación en Energía de Cataluña, IREC, Barcelona

Contacto

Anna Vilà
Departamento Electrónica
Facultad de Física
Martí i Franques, 1
08028-Barcelona (España)
T. +34 93 4039170
F. +34 93 4021148
avila@el.ub.es

www.el.ub.edu

 

Miembros del grupo

Líderes de grupos del área de Materiales Avanzados para la Energía del IREC:

Investigadores:

Becarios:

Técnicos de laboratorio:

 

Líneas de investigación

La parte del área de Materiales para la extracción y almacenamiento de Energía perteneciente al grupo de investigación M-2E  está organizada en cuatro laboratorios relacionados entre sí. Estos laboratorios están, respectivamente, centrados en las siguientes actividades:

  • Nanomateriales funcionales. Responsable: Andreu Cabot
    Otras personas implicadas: Dr. Alexey Shavel, María Ibáñez, Jiandong Fan, Doris Yanet Cadavid, Wenhua Li y Raquel Nafría.
  • Materiales y sistemas para energía solar fotovoltaica. Responsable: Alejandro Pérez-Rodríguez
    Otras personas implicadas: Dr. Lorenzo Calvo, Dr. Edgardo Saucedo, Dra. Diouldé Sylla, Dr. Víctor Izquierdo y Xavier Fontané.
  • Nanoiónica y pilas de combustible. Responsable: Alberto Tarancón
    Otras personas implicadas: Dr. Alejandro Morata, Laura Almar y Manex Ezcurdia.
  • Almacenamiento y extracción de energía residual. Responsable: Juan Ramón Morante
    Otras personas implicadas: Dra. Teresa Andreu, Dr. Cristian Fábrega, Dr. Francisco Hernández, Dra. Cristina Flox, Dr. Javier Rubio, Dr. Jordi Brufau, Dr. Marcel Skoumal, Feng Shao, Bibiana Colldeforns y Marta Manzanares.

Por otra parte, la sección de la Universidad de Barcelona dedicada a los Materiales Electrónicos consta de tres líneas de investigación centradas en las siguientes actividades:

  • Nanotecnologías e inyección de tinta (inkjet) de materiales.
    Responsable: Anna Vilà
    Otras personas implicadas: Alberto Gómez, Abert Costa
  • Microsistemas y sensores.
    Responsable: Christophe Serre.
    Otras personas implicadas: Nuria Fondevilla
     
  • Nanohilos y sistemas nanofotónicos.
    Responsable: Frank Güell
 

Objetivos y Actividades

  • Microsensores, Microactuadores, Microsistemas.
  • Micro y Nanotecnologías.
  • Análisis y caracterización de materiales y procesos en tecnologías electrónicas.
  • Componentes y dispositivos electrónicos y fotónicos.
  • Simulación y modelización de materiales y dispositivos.
  • Semiconductores alternativos: óxidos metálicos amorfos y nanocristalinos.
  • Electrónica transparente y flexible.
 

Breve descripción de medios

  • Análisis y Caracterización estructural y química (TEM, EELS, EDX, SEM,
  • AFM, STM, XRD, XPS, UPS, SAM, FTIR, RAMAN, PL, PLE, SIMS, DCS, GC, MS, etc.).
  • Síntesis, caracterización y evaluación de nanopartículas, materiales
  • mesospóricos y cerámicas.
  • Tecnología capa gruesa.
  • Impresión por inkjet y serigrafía.
  • Spin coating.
  • Focused Ion Beam (FIB) para la fabricación de nanodispositivos.
  • Caracterízación eléctrica y óptica de materiales y dispositivos electrónicos.
  • Programas de simulación y acceso a clústers de simulación.
  • Sistemas de test de sensores de gas y actuadores.
 

Publicaciones

Línea de investigación: NANOFOTÓNICA Y NANOMATERIALES. Responsable: Frank Güell

Artículos:

  • J. S. Reparaz, G. Callsen, M. R. Wagner, F. Güell, J. R. Morante, C. M. Sotomayor Torres, A. Hoffmann. Spatial mapping of exciton lifetimes in single ZnO nanowires.
    Applied Physics Letters Materials 1, 012103 (2013).
  • A. R. Goñi, F. Güell, L. A. Pérez, J. López-Vidrier, J. O. Ossó, E. Coronado, J. R. Morante. Retrieving the spatial distribution of cavity modes in dielectric resonators by near-field imaging and electrodynamics simulations.
    Nanoscale 4, 1620-1626 (2012).
     
  • J. Fan, F. Güell, C. Fábrega, A. Shavel, À. Carreté, T. Andreu, J. R. Morante, A. Cabot. Enhancement of the photoelectrochemical properties of ZnO nanowires by tuning their coaxial doping profile. Applied Physics
    Letters 99, 262102, 1-4 (2011).

  • J. S. Reparaz, F. Güell, M. R. Wagner, G. Callsen, R. Kirste, S. Claramunt, J. R. Morante, A. Hoffmann. Recombination dynamics in ZnO nanowires: Surfaces states versus mode quality factor. Applied Physics
    Letters 97, 133116, 1-3 (2010).

  • J. S. Reparaz, F. Güell, M. R. Wagner, A. Hoffmann, A. Cornet, J. R. Morante. Size-dependent recombination dynamics in ZnO nanowires.
    Applied Physics Letters 96, 053105, 1-3 (2010).

  • F. Güell, J. O. Ossó, A. R. Goñi, A. Cornet, J. R. Morante. Direct imaging of the visible emission bands from individual ZnO nanowires by near-field optical spectroscopy.
    Nanotechnology 20, 315701, 1-7 (2009).

  • F. Güell, J. O. Ossó, A. R. Goñi, A. Cornet, J. R. Morante. Synthesis and optical spectroscopy of ZnO nanowires.
    Superlattices and Microstructures 45, 271-276 (2009).


Otras publicaciones

  • Uccelli, E.; Arbiol, J.; Magen, C.; Krogstrup, P.; Russo-Averchi, E.; Heiss, M.; Mugny, G; Morier-Genoud, F.; Nygard, J.; Morante, J.R.; Fontcuberta i Morral, A. Three-dimensional multiple-order twinning of self-catalyzed GaAs nanowires on Si substrates. Nano Letters. 2011, 11 (9), 3827-3832. DOI:10.1021/nl201902w. [12,219].

  • Chroneos, A.; Yildiz, B.; Tarancón, A.; Parfitt, D.; Kilner, J.A. Oxygen diffusion in solid oxide fuel cell cathode and electrolyte materials: insights from atomistic simulations. Energy & Environmental Science. 2011, 4 (8), 2774-2789. DOI:10.1039/C0EE00717J. [9,448].

  • Ibáñez, M.; Fan, J.; Li, W.; Cadavid, D.; Nafria, R.; Carrete, A.; Cabot, A. Means and limits of control of the shell parameters in hollow nanoparticles obtained by the Kirkendall effect. Chemistry of Materials. 2011, 23 (12), 3095-3104. DOI:10.1021/cm2006633. [6,4].

  • Li, W.; Shavel, A.; Guzman, R.; Rubio-García, J.; Flox, C.; Fan, J.; Cadavid, D.; Ibáñez, M.; Arbiol, J.; Morante, J.R.; Cabot, A. Morphology evolution of Cu2-xS nanoparticles: from spheres to dodecahedrons. Chemical Communications. 2011, 47 (37), 10332-10334. DOI:10.1039/C1CC13803K. [5,787].
  • Bonilla Sánchez, A.; Homs, N.; Miachon, S.; Dalmon, J.A.; Fierro, J.; Ramírez de la Piscina, P. Direct transformation of ethanol into ethyl acetate through catalytic membranes containing Pd or Pd-Zn: comparison with conventional supported catalysts. Green Chemistry. 2011, 13 (9), 2569-2575. DOI:10.1039/C1GC15559H. [5,472].

  • Weijie, C; Homs, N.; Ramírez de la Piscina, P. Efficient hydrogen production from bio-butanol oxidative steam reforming over bimetallic Co-Ir/ZnO catalysts. Green Chemistry. 2012, 14 (4), 1035-1043. DOI:10.1039/C2GC16369A. [5,472].

  • Herranz, T.; Deng, X.; Cabot, A.; Liu, Z.; Salmerón, M. In situ XPS study of the adsorption and reactions of NO and O2 on gold nanoparticles deposited on TiO2 and SiO2. Journal of Catalysis. 2011, 283 (2), 119-123. DOI:10.1016/j. jcat.2011.06.022. [5,415].
  • Parfitt, D.; Chroneos, A.; Tarancón, A.; Kilner, J.A.; Oxygen ion diffusion in cation ordered/disordered GdBaCo2O5+δ. Journal of Materials Chemistry. 2011, 21 (7), 2183-2186. DOI:10.1039/C0JM02924F. [5,1].

  • Flox, C.; Rubio-García, J.; Nafria, R.; Zamani, R.; Skoumal, M.; Andreu, T; Arbiol, J.; Cabot, A.; Morante, J.R. Active nano-CuPt3 electrocatalyst supported on graphene for enhancing reactions at the cathode in all-vanadium redox flow batteries. Carbon. 2012, 50 (6), 2347 –2374. DOI:10.1016/j.ssi.2011.09.002. [4,896].

  • Abdollahzadeh-Ghom, S.; Zamani, C.; Andreu, T; Epifani, M.; Morante, J.R. Improvement of oxygen storage capacity using mesoporous ceria-zirconia solid solutions. Applied catalysis B: environmental. 2011, 108-109, 32 -38. DOI:10.1016/j.apcatb.2011.07.038. [4,749].

  • Izquierdo-Roca, V.; Shavel, A.; Saucedo, E. ; Jaime-Ferrer, J.S.; Álvarez-García, J.; Cabot, A.; Pérez-Rodríguez, A.; Bermúdez, V.; Morante, J.R. Assessment of absorber composition and nanocrystalline phases in CuInS(2) based photovoltaic technologies by ex-situ/in-situ resonant Raman scattering measurements. Solar Energy Materials and Solar Cells. 2011, 95 (1), 83-88. DOI:10.1016/j.solmat.2010.11.014. [4,746].

  • Ibáñez, M.; Guardia, P.; Shavel, A.; Cadavid, D.; Arbiol, J.; Morante, J.R.; Cabot, A. Growth kinetics of asymmetric Bi2S3 nanocrystals: size distribution focusing in nanorods. The Journal of Physical Chemistry C. 2011, 115 (16), 7947-7955. DOI:10.1021/jp2002904. [4,524].

  • Pan, J.; Shen, H.; Werner, U.; Prades, J.D.; Hernández-Ramírez, F.; Solera, F.; Müclickh, F.; Mathur, S. Heteroepitxy of SnO2 nanowire arrays on TiO2 single crystals: growth patterns and tomographic studies. The Journal of Physical Chemistry C. 2011, 15 (31), 15191-15197. DOI:10.1021/jp202685a. [4,524].

  • Pereira, E.B.; Ramírez de la Piscina, P; Homs, N. Efficient hydrogen production from ethanol and glycerol by vapourphase reforming processes with new cobalt-based catalysts. Bioresource Technology. 2011, 102 (3), 3419-3423. DOI:10.1016/j.biortech.2010.10.021. [4,365]Weijie, C; Ramírez de la Piscina, P; Homs, N. Hydrogen production from the steam reforming of bio-butanol over novel supported Co-based bimetallic catalysts. Bioresource Technology. 2011, 107, 482-486. DOI:10.1016/j.biortech. 2011.12.081. [4,365].

 

Proyectos

S3: Surface ionisation and new concepts in MOX gas nanosensors (greater selectivity, sensitivity and stability for detecting low concentrations of toxic or explosive gases). FP7-NMP-2009. Proyecto financiado por la EU para el desarrollo de nuevos sensores químicos de bajo consumo para sistemas autónomos basados en redes de sensores para seguridad o control de la eficiencia energética. 

PVICOKEST: International cooperative programme for photovoltaic kesterite-based technologies. FP7-PEOPLE-IRSES-2010. El objetivo de este proyecto es el crecimiento y determinación de las propiedades básicas de nuevos materiales basados en kesteritas especialmente adaptados para tecnologías fotovoltaicas de bajo coste, altas prestaciones y cuidadosas con el medio ambiente. El proyecto se construye sobre el desarrollo de nuevas sinergias y actividades colaborativas entre participantes de toda Europa que tienen una amplia base de conocimiento en campos relacionados.

KIC-EES: Electric Energy Storage. EIT-KIC EIT- KIC InnoEnergy. Este proyecto trata del almacenamiento de energía eléctrica mediante Hydro-Units, Flywheels y Baterías. El IREC participa en el diseño y test de celdas de combustible y baterías nuevas y más eficientes.

KIC-Smart Grids. EIT-KIC InnoEnergy. El objetivo de este proyecto es facilitar cambios graduales en el desarrollo de los Smart Grids  del futuro, a través de nuevos materiales y procesos de producción. 

KIC-HITTEC: High Temperature Thermoelectric Generator based on process convergence. EIT-KIC InnoEnergy. El HITTEG está en línea con el impacto esperado del presente proyecto, que persigue la mayor ecoeficiencia del transporte de superficie y de la industria gracias a la recuperación de energía del calor residual, que representa aproximadamente dos tercios de la energía química del combustible. Añadir un convertidor de energía térmica a eléctrica  que recupere el calor de los gases de combustión reducirá las carga del alternador y su consumo inducido, resultando en ahorro de combustible y reducción de emisiones.

INDUCIS: Development and industrial implementation of cost effective advanced CIGS photovoltaic technologies. FP7-PEOPLE-IAPP-2011. El objetivo de este proyecto es el intercambio de conocimiento y el establecimiento de sinergias cooperativas entre los sectores de investigación e industriales requeridos para el desarrollo e implementación industrial de tecnologías solares avanzadas para la fabricación de modelos y células solares de capa delgada de bajo coste y alta eficiencia. Este proyecto es liderado por el IREC.  

SOI-HITS: Smart Silicon on Insulator Sensing Systems Operating at High Temperature. FP7-ICT-2011. Este proyecto se dirige al desarrollo de microsistemas inteligentes on-chip basados en tecnología de silicio sobre aislante (SOI). El sistema contendrá una matriz multisensora con electrónica CMOS on-chip capaz de operar en condiciones ambientales severas, tales como altas temperaturas de hasta 225ºC y niveles de humedad relativa hasta del 100%, que están fuera del alcance de los dispositivos existentes basados en silicio. 

WIROX: Oxide Nanostructures for Wireless Chemical Sensing. FP7-2011-PEOPLE-IRSES. El objetivo de este proyecto es construir una sociedad internacional para abordar el reto científico de desarrollar sensores químicos nanométricos autoalimentados, autónomos, que recuperen energía del ambiente. 

ATON: Research and development of new energy generation technologies based on thinfilm photovoltaic cells. MICINN-Cenit. Este proyecto busca generar nuevo conocimiento científico y tecnológico para adquirir el know-how requerido en las empresas que pertenecen al consorcio para la consolidación de una actividad industrial competitiva, en el desarrollo y producción de módulos solares de capa delgada más eficientes y de menor coste, incluyendo las tecnologías basadas en silicio amorfo y CIGS. 

SOSTCO2: New sustainable industrial uses for CO2MICINN-Cenit. El objetivo del proyecto consiste en desarrollar un sistema eficiente y escalable de fotoreducción de CO2 a partir de materiales mesoporosos. El primer paso es sintetizar TiO2 nanocristalino. El segudno será la evaluación de la actividad fotovoltaica in comparación con la reducción de CO2

MULTICAT: Development of efficient catalysers for sustainable chemical processes and clean energy generation. MICINN-Consolider. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos procesos catalíticos principalmente diseñados para la producción y almacenamiento de energías alternativas. The proyecto además en enfoca al diseño de catalizadores multilocalizados, y ofrece la posibilidad de tener reacciones en cascada consecutivas que eviten pasos intermedios de separación y purificación. 

LIQUION: The use and applications of ionic liquids. MICINN-Cenit. El objetivo de este proyecto es conducir la investigación hacia nuevas tecnologías basadas en líquidos iónicos y su aplicación industrial a los sectores del transporte, energía, medio ambiente y biomédico. Las aplicaciones para energía incluyen la creación de baterías y nuevas tecnologías fotovoltaicas. 

KEST-PV: Development of kesterite based efficient solar cells for sustainable low cost photovoltaic technologies. MICINN-Proyectos de Investigación Fundamental No Orientada 2010. El objetivo de este proyecto es el desarrollo de células solares basadas en kesteritas de Cu2ZnSnS4 (CZTS) para tecnologías fotovoltaicas sostenibles de bajo coste. Los esfuerzos se van a concentrar en el análisis de las propiedades fundamentales de estos nuevos materiales. Se desarrolarán rutas químicas y PVD para la síntesis de kesteritas de capa delgada. La viabilidad de estos procesos para el desarrollo de células solares eficientes se analizará usando estructuras de células basadas en CIGS como punto de partida.

POWER-PACK: High energy density (bio) ethanol-fuelled power source for consumer electronic applications and microsystems. MICINN-Proyectos de Investigación Fundamental No Orientada 2010. El objetivo de este proyecto es desarrollar un generador de potencia de alta densidad energética basado en pilas de combustible de óxido sólido y abastecido con (bio)etanol para alimentar dispositivos y microsistemas portátiles. Esto abre una nueva línea de investigación para el grupo de Nanoiónica del Instituto. 

NANO-EN-ESTO: Multifunctional materials in 3D nano-architectures for energy conversion and storage. MICINN-Proyectos de Investigación Fundamental No Orientada 2010. El proyecto persigue el desarrollo de electrodos mejorados para dispositivos de conversión y almacenamiento de energía.

REDOX 2015: Energy storage for the electricity grid. MICINN-INNPACTO-2011. Este proyecto se basa en la investigación y desarrollo de una batería de flujo redox, considerada como una tecnología de almaceniamiento de energía fiable, económica y competitiva para uso industrial y comercial, que permite almacenamiento de energía eléctrica de alta densidad en una red de suministro. Financiado con ERDF de la Comisión Europea. 

M2E: Electronic materials and power. AGAUR-SGR-2009. Este grupo de investigación consolidado lleva a cabo actividades relacionadas con los materiales electrónicos y la energía. 

E3V: Energy efficiency in electric vehicles. ACC10-Nuclis. Este proyecto se propone evaluar y mejorar baterías para vehículos eléctricos.

 

Patentes

Spanish Patent Application-International Patent Application
"Device for generating electric power from small movements"
Inventors: Dr. Jaume Esteve, Dr. María Cruz Acero, Nuria Fondevilla, Dr. Alejandro Pérez, Dr. Christophe Serre.
Reference number: PCT/ES2010/070400

European Patent Office (EPO)
“Gas concentration sensor with filiform nanostructures, a sensor network and the measuring procedure using these gas sensors”
Inventors: Dr. Joan Ramon Morante, Dr. Francisco Hernández, Dr. Daniel Prades. 
Reference number: PCT/EP2010/051206.

French Patent Application - International Patent Application PCT
“Characterisation of the composition of a layer deposited in an alloy of the type I-(III’-III’’)-(VI-VI’’)”Inventors: Dr. Joan Ramon Morante, Dr. Alejandro Pérez, Dr. Javier Fontané. 
Reference number: PCT/FR2011/051157.

Spanish Patent Application - International Patent Application PCT
“Monitoring and control procedure for chemical or electrochemical deposition processes in thin layers and the device to carry out these processes”. Inventors: Dr. Joan Ramon Morante, Dr. Alejandro Pérez. 
Reference number: PCT/IB2011/052691.

German Patent Application “Fluid detector and method for detecting fluids”. 
Inventor: Dr. Francisco Hernández
Reference number: EP 11179783.3. 


  

 






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