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Máster Universitario en Química y Desarrollo Sostenible

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Generación y Almacenamiento de Energía

Código asignatura
MQDESO01-1-014
Curso
Primero
Temporalidad
Segundo Semestre
Carácter
Optativa
Créditos
3
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Clases Expositivas (18 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (5 Horas)
Guía docente

En un Máster en Química y Desarrollo Sostenible, los aspectos relacionados con la generación y almacenamiento de energía a partir de fuentes renovables son de importancia obvia. La asignatura pertenece al módulo 4 denominado genéricamente “Presente y futuro de la Química” que se desarrolla en el segundo cuatrimestre por lo que los alumnos han recibido un cuerpo de conocimientos fundamentales necesarios para abordar una materia específica, y a la vez multidisciplinar, cómo ésta. El planteamiento de la asignatura es dar una visión de lo que un químico puede aportar en el campo de nuevos materiales y procesos químicos utilizados en la obtención y almacenamiento de energías limpias mediante procesos sostenibles en un contexto mundial de cambio hacia fuentes de energía renovables, incluyendo la hipótesis de una posible futura economía del hidrógeno.

Para ello, como principal resultado de aprendizaje, el alumno debe adquirir una visión clara y actualizada de cuáles son los problemas planteados en la producción y almacenamiento de energía y cuáles son sus posibles soluciones desde una perspectiva química.

En cuanto a las competencias que se espera que el alumno adquiera, son las contempladas en la memoria de verificación del Máster.

Es de carácter fundamentalmente teórico y se desarrollará principalmente mediante clases expositivas.

Los requisitos desde el punto de vista de la formación académica de los alumnos se corresponden con aquellos exigibles para cursar el Máster en su conjunto. En particular, los alumnos deben de dominar los conceptos que se adquieren en las asignaturas de Química Orgánica e Inorgánica del Grado en Química.

Con carácter general el Criterio de Acceso al Master es estar en posesión de un título universitario oficial español u otro equivalente conforme a lo establecido en el RD 1393/2007. Para cursar esta asignatura es necesario conocer y saber utilizar todos los conocimientos básicos sobre descripción de estructuras moleculares y de enlaces químicos, los tipos de reacciones generales, con sus aspectos cinéticos y mecanísticos.

Las competencias y resultados del aprendizaje que se espera que el alumno adquiera, de acuerdo a la memoria de verificación del Máster, son los siguientes.

Competencias básicas:

CB6     Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7     Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8     Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9     Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10   Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo

Competencias generales

CG1    Ejercer su actividad profesional en un contexto de desarrollo sostenible.

CG4    Reconocer y evaluar la calidad de los resultados teóricos y prácticos utilizando las herramientas adecuadas.

CG5    Utilizar correctamente los métodos inductivo y deductivo en el ámbito de la Química.

CG7    Compromiso ético y responsabilidad en el trabajo.

CG8    Analizar y sintetizar literatura científica relacionada con la materia.

CG9    Presentar informes de modo oral y escrito.

CG11  Relacionar la Química con otras disciplinas.

Competencias específicas

CE20   Conocer las exigencias y oportunidades del químico en el ámbito de las etapas de descubrimiento y de desarrollo de procesos (relacionados con la generación y almacenamiento de energía).

CE26   Conocer los diferentes métodos de obtención de hidrógeno y su aplicación a la producción de energía eléctrica.

CE27   Conocer los métodos de generación de energía eléctrica empleando métodos sostenibles y utilizando fuentes renovables.

CE28   Describir y analizar los diferentes tipos de pilas de combustible y sus campos de aplicación

CE29   Analizar los sistemas de almacenamiento de energía disponibles y proponer alternativas.

Resultados de aprendizaje

R4. Elaborar y presentar correctamente un informe, tanto de forma oral como escrita.

R5. Exponer y debatir ideas relacionadas con los contenidos del módulo.

R17. Plantear propuestas alternativas sobre la base del conocimiento de sistemas de generación y almacenamiento de energía.

De acuerdo con las directrices de la memoria de verificación del Máster, los temas y epígrafes son:

  • Tema 1: Introducción.

Energía: revisión del concepto y unidades. Tipos de energía y relaciones entre ellos. Aspectos socioeconómicos de la energía.

  • Tema 2: Panorama energético actual.

Datos de necesidades y consumos. Principales fuentes de energía actualmente utilizadas. Centrales de producción de energía. Centrales hidroeléctricas. Centrales nucleares, convencionales y futuras. Problema de los residuos radiactivos. Centrales térmicas. Captura del CO2.

  • Tema 3: Energía a partir de materias primas renovables.

Necesidad de fuentes alternativas. Energía solar fotovoltaica, termoeléctrica y térmica. Fotosíntesis artificial. Biomasa. Biocarburantes. Otras energías renovables: eólica, minihidráulica, geotérmica, marina.

  • Tema 4: Almacenamiento y transporte de energía.

Problemática actual y tendencias de futuro. Opciones de almacenamiento de energía eléctrica. Pumped-Hydro, CAES, flywheels, Kers, confinamiento magnético.

  • Tema 5: Sistemas convencionales de almacenamiento de energía

Baterías, celdas de combustible, supercondensadores. Características comunes. Características específicas de funcionamiento. Aplicaciones. Análisis de ventajas e inconvenientes.

  • Tema 6: Generación y almacenamiento de hidrógeno.

Métodos de producción. Desarrollo de nuevos materiales para la producción de hidrógeno. Opciones de almacenamiento de hidrógeno. Desarrollo de nuevos materiales para el almacenamiento de hidrógeno.

La metodología a emplear será la de clases expositivas en las que se fomentará la participación de los alumnos. Después de las primeras clases, se propondrán temas específicos para ser expuestos oralmente de forma individual de manera que cada alumno tenga tiempo para buscar la bibliografía adecuada que será analizada, junto con el profesor, en los seminarios. Las exposiciones se realizarán, principalmente, durante las tutorías grupales y la asignatura finalizará con una prueba escrita sobre los contenidos de la misma.

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres

Prácticas de laboratorio /campo /aula de  informática/ aula de idiomas

Prácticas clínicas  hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas  Externas

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

Tema 1

1

3,3

Tema 2

6

1,5

19,8

Tema 3

3

9,9

Tema 4

1

1,5

3.3

Tema 5

2

6,6

Tema 6

2

4

1

6,6

Total

15

4

3

3

25

50

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

15

20

     25

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

4

5,3

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

2

2,6

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

3

4

No presencial

Trabajo en Grupo

     50

Trabajo Individual

25

32

Total

75

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

Se evaluará la adquisición por parte del alumno de la capacidad de comprensión y de síntesis expositiva de la literatura científica existente respecto al estado del arte en temas de generación y almacenamiento de energía. Para ello cada alumno realizará una o varias exposiciones orales breves seguida de coloquio, sobre temas específicos del curso propuestos por el profesor. La ponderación será del 70%.

El grado de conocimiento general de la materia se evaluará mediante una prueba escrita. La ponderación será del 30%.

Dicha prueba escrita podrá ser eliminada de la evaluación si cada uno de los alumnos realiza 2 o más exposiciones orales a lo largo del curso.

Para la evaluación en convocatoria extraordinaria se realizará una prueba escrita en la que será preciso obtener una calificación igual o superior a 5 sobre 10. La ponderación de esta prueba escrita será del 100 %.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

La bibliografía correspondiente a los temas relacionados con energías renovables y particularmente a todo lo referido al hidrógeno como combustible es actualmente muy numerosa y está en continua y rápida renovación. Se darán aquí algunos textos y artículos de referencia de entre los muchos existentes así como algunos sitios web en los que se encuentre información útil y actualizada.  

A lo largo del curso se añadirán referencias cuando proceda.

Los libros de referencia son los cuatro primeros de la lista.

Energy for a Sustainable World

Nicola Armaroli; Vincenzo Balzani, Wiley-VCH VerlagCo. KGaA, 2011

ISBN: 978-3-527-32540-5

Energy Production and Storage

Robert H. Crabtree Ed., John Wiley & Sons Ltd., 2010

ISBN: 978-0-47074986-9

Hydrogen as a Future Energy Carrier

Züttel, A. Borgschulte, A.; Schlapbach, L. Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008.

ISBN:  978-3-527-30817-0

Energy Materials

Duncan W. Bruce; Dermot O’Hare; Richard I. Walton (Eds.) John Wiley & Sons Ltd., 2011