Diplomado en Pilas de Combustible y Tecnologías Futuras

.1. Principios de conversión directa de energía química a eléctrica: termodinámica de celdas electroquímicas y ecuación de Nernst

1.2. Cinética de reacciones electroquímicas: Ecuación de Butler-Volmer, sobrepotenciales y pérdidas de tensión (activación, óhmica y concentración)

1.3. Reacción de Oxidación de Hidrógeno (HOR) en el ánodo y Reacción de Reducción de Oxígeno (ORR) en el cátodo

1.4. Eficiencia termodinámica de Carnot vs. Eficiencia límite de celdas de combustible en función de la temperatura

1.5. Mecanismos de transporte de masa, calor y carga dentro de la celda de combustible

1.6. Fenómenos de degradación del catalizador: envenenamiento por monóxido de carbono (CO), azufre y envejecimiento de componentes

1.7. Métodos de caracterización electroquímica: curvas de polarización ($I-V$), Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) y voltamperometría

2.1. Pilas de Membrana de Intercambio Protónico (PEMFC): operación a baja/alta temperatura, materiales y aplicaciones prioritarias

2.2. Pilas de Óxido Sólido (SOFC): electrolitos cerámicos, operación a alta temperatura y alta eficiencia en cogeneración

2.3. Pilas de Metanol Directo (DMFC) y Alcalinas (AFC): química operativa, gestión de combustible y nichos de aplicación

2.4. Pilas de Carbonato Fundido (MCFC) y de Ácido Fosfórico (PAFC): arquitectura de sistemas estacionarios a gran escala

2.5. Arquitectura del Ensamble Membrana-Electrodo (MEA): capas de difusión de gas (GDL), capas catalíticas e imprimación de platino/no-nobles

2.6. Diseño de placas bipolares: materiales (grafito, metálicas estampadas, compuestas) y geometrías de canales de flujo

2.7. Diseño y escalamiento de stacks (bloques de celdas): sellado, sujeción mecánica, refrigeración y balance de planta (BoP)

3.1. Tecnologías de producción de hidrógeno: electrólisis del agua (PEM, Alcalina AEL, Óxido Sólido SOEC y Aniónica AEM)

3.2. Reformado de metano con vapor (SMR) con captura y almacenamiento de carbono (CCUS) para hidrógeno azul

3.3. Métodos de almacenamiento de hidrógeno: compresión a alta presión (350/700 bar), licuado crioestogénico (-253 °C) e hidruros metálicos

3.4. Portadores orgánicos de hidrógeno líquido (LOHC) y vectorización mediante amoníaco verde ($NH_3$) y metanol sintético

3.5. Infraestructura de transporte y distribución: hidrogeneras (HRS – Hydrogen Refueling Stations), tubulares y ductos adaptados (blending)

3.6. Análisis de ciclo de vida (LCA) y balance de pozo a la rueda (Well-to-Wheel) del hidrógeno comparado con baterías de litio

3.7. Economía del hidrógeno: costos levelizados de producción (LCOH), regulación, mercado internacional y directivas de certificación de origen

4.1. Integración de pilas de combustible PEM/SOFC en la propulsión eléctrica marina: arquitectura de potencia y esquemas híbridos

4.2. Combustibles marinos alternativos para pilas de combustible: amoníaco, metanol, GNL y su conversión en reforma a bordo

4.3. Código IGF (IMO) y normativas de seguridad para el uso de hidrógeno y combustibles de bajo punto de inflamación a bordo

4.4. Aplicación de pilas de combustible en transporte terrestre pesado: camiones de larga distancia, autobuses urbanos y trenes de hidrógeno (Hydrail)

4.5. Aplicaciones en la industria aeroespacial y aviación regional: propulsión criogénica de hidrógeno y aviación eléctrica

4.6. Sistemas de gestión térmica y de agua (Thermal and Water Management) bajo condiciones operativas extremas

4.7. Pruebas de homologación, seguridad contra incendios, ventilación e inspección en sistemas de propulsión por hidrógeno

5.1. Sistemas estacionarios de energía basados en pilas de combustible: respaldo crítico (UPS), centros de datos y telecomunicaciones

5.2. Generación combinada de calor y electricidad (Cogeneración – CHP y Trigeneración – CCHP) con SOFC/PEMFC

5.3. Integración de pilas de combustible en microredes eléctricas aisladas y conectadas a la red pública

5.4. Sistemas Reversibles de Pilas de Combustible (rSOC): almacenamiento de energía a escala de red mediante electrólisis/generación dual

5.5. Convertidores de potencia (DC/DC y DC/AC) e inversores optimizados para la respuesta dinámica de las pilas de combustible

5.6. Estrategias de despacho económico y gestión de la energía (Energy Management Systems – EMS) en plantas híbridas solar/eólica/hidrógeno

5.7. Modelos de negocio en almacenamiento estacionario de energía a largo plazo (almacenamiento interestacional)

6.1. Pilas de combustible biológicas y microbianas (MFC): producción de energía a partir de aguas residuales y biomasa

6.2. Electrocatálisis avanzada: catalizadores de átomo único (SAC), nanomateriales de carbono y alternativas libres de metales del grupo del platino (PGM-free)

6.3. Membranas de intercambio aniónico (AEMFC): operación alcalina sin metales nobles y desarrollos en polímeros avanzados

6.4. Combustibles sintéticos e-Fuels (Power-to-X): síntesis de queroseno sintético, diésel sintético y dimetiléter (DME)

6.5. Pilas de combustible de metal-aire (Aluminio-aire, Zinc-aire): química, recarga mecánica y densidad energética extrema

6.6. Digitalización y gemelos digitales (Digital Twins) para la predicción de salud, degradación y vida útil remanente (RUL) de stacks

6.7. Reciclaje, recuperación de catalizadores (platino/cobalto) y economía circular en la cadena de valor de las pilas de combustible

7.1. Propiedades físico-químicas del hidrógeno enfocadas en la seguridad: dispersión, inflamabilidad, energía de ignición y fragilización por hidrógeno

7.2. Clasificación de áreas peligrosas (zonificación ATEX / IECEx) para instalaciones de hidrógeno y celdas de combustible

7.3. Métodos de detección de fugas de hidrógeno: sensores electroquímicos, ópticos, de conductividad térmica y ultrasónicos

7.4. Análisis de Riesgos Procesales: metodologías HAZOP, FMEA y LOPA aplicadas a sistemas de pilas de combustible

7.5. Normativa internacional de seguridad: ISO 19880, NFPA 2, UN ECE R134 y estándares de certificación para movilidad y estacionarios

7.6. Planes de respuesta a emergencias, contención de incendios y protocolos de venteo/alivio de presión (PRD/TPRD)

7.7. Certificación de componentes, tuberías, recipientes a presión y calificación de personal técnico e ingenieros