Projectes de recerca competitius finançats per entitats externes
Modelización de Propiedades Fundamentales y Aplicaciones de Óxidos Metálicos Moleculares, Nanoestructuras de Carbono y sus Híbridos
Acrònim
MODMOCAN
Títol projecte
Modelización de Propiedades Fundamentales y Aplicaciones de Óxidos Metálicos Moleculares, Nanoestructuras de Carbono y sus Híbridos
Referència externa
PID2023-149905NB-I00
Descripció/abstract
El proyecto actual es continuación del proyecto PID2020-112762GB-I00, liderado por los mismos IPs, con líneas de investigación
enmarcadas en temáticas similares, pero con nuevos sistemas, propiedades e hipótesis de partida generadas por la estrecha relación con
nuestros colaboradores experimentales. Nuestra propuesta se basa en el estudio computacional de diferentes nanoestructuras que son
relevantes en áreas como la catálisis, el magnetismo, la electroquímica, la información cuántica o la biomedicina, entre otras. Trata de
abordar problemas con especial relevancia en energía y medio ambiente, pero principalmente en la frontera del conocimiento de la
ciencia fundamental. La amplia experiencia y el carácter interdisciplinario del grupo de investigación hace posible abordar el estudio de
sistemas de elevada complejidad como los aquí propuestos y poder así acercarnos a las fronteras del conocimiento actual en estos
campos. El proyecto está dividido en tres grandes bloques y consta de diez tareas.
El primer bloque se dedica a la caracterización de la estructura y las propiedades físicas de nanoestructuras de carbono, principalmente la
nueva familia de los actinido-fullerenos endoédricos, fullerenos que contienen átomos de Th o U, dímeros de actínido-lantánido o
clústeres de los tipos UN, U2N, U2O o U2C, así como sistemas con alcalinotérreos y lantánidos. Concretamente, estudiaremos la
formación del enlace en los dímeros An-Ln y Ln-Alcalinotérreo confinados en interior de los fullerenos, así como las propiedades
magnéticas de estos compuestos que contienen electrones desapareados deslocalizados entre los metales del dímero confinado.
También se profundizará en la comprensión de nuevos actinido-clusterfullerenos sintetizados recientemente. Mejorar la funcionalización
de metalofullerenos endoédricos es fundamental para potenciar sus posibles aplicaciones. Con este objetivo trataremos de analizar los
diferentes factores que afectan a la regioselectividad en los actinido-fullerenos, así como en los nitruros de lantánido-fullerenos catiónicos
y neutros.
El segundo bloque se dedica a la modelización y comprensión de los polioxometalatos (POMs) en solución. Se propondrá una estrategia
computacional basada en datos de simulaciones de dinámica molecular (DM) que incorpora el efecto de la naturaleza de los
contracationes para simular el entorno del soluto y se desarrollará un código para automatizar este proceso con el mínimo input por parte
del usuario. También se definirá un protocolo general para simulaciones de DM en líquidos iónicos basados en POMs para tener una
mejor comprensión y predicción de sus propiedades.
El último bloque se dedica a la modelización electrocatalítica de procesos que respetan el medio ambiente y de alto valor añadido. Más
concretamente, se analizará el diferente comportamiento en la oxidación catalítica de agua por parte de un conjunto de POMs de tipo
sándwich que son muy similares entre ellos y se establecerán reglas sencillas que permitan explicar este diferente comportamiento.
También se propondrán mecanismos para la reducción electroquímica de CO2 y la reducción de N2 con catalizadores basados en POMs
y la generación de H2 y de amoníaco en medio ácido electrocatalizada por metalofullerenos endoédricos. Finalmente, se estudiarán las
propiedades catalíticas en reacciones ORR y OER de un híbrido de nanotubo-POM, que conecta los dos tipos de nanoestructuras
estudiadas en esta propuesta.
Entitat finançadora
MINISTERIO DE CIENCIA, INNOVACION Y UNIVERSIDADES
Import concedit
173.375,00 €
Logos
Convocatòria
Convocatoria de tramitación anticipada para el año 2023 del procedimiento de concesión de ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.
Data inici
01-09-2024
Data fi
31-12-2027
Departament/IP
Química Física i Inorgànica/POBLET RIUS, JOSEP MARIA; RODRÍGUEZ FORTEA, ANTONIO
