Áreas de investigación

Materiales Compuestos

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Ricardo Santamaría Ramírez

Es Investigador Científico en el Instituto Nacional del Carbón (INCAR-CSIC). Se licenció en Ciencias Químicas en la Universidad de Alicante (1986).  Realizó su tesis doctoral en el departamento de Química Inorgánica de esa misma universidad, sobre el estudio de los mecanismos de pirólisis de diferentes residuos de petróleo, obteniendo el título de Doctor en el año 1992. Durante el doctorado realizó una estancia de 10 meses en la Universidad de Newcastle upon Tyne (Reino Unido). Entre 1992 y 1995 trabajó en el Centro de Investigación de REPSOL (Cartagena). Posteriormente se incorporó al Instituto Nacional del Carbón y en el año 2002 obtuvo la plaza de Científico Titular. Su investigación está relacionada con el desarrollo de materiales de carbono tales como fibras, materiales compuestos, carbones activados y grafeno, para distintas aplicaciones, tanto estructurales como para sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía. Ha participado en más de 65 proyectos de investigación y contratos con empresas, liderando gran parte de ellos. Ha publicado más de 135 artículos en revistas internacionales y ha dirigido 7 tesis doctorales.

C/Francisco Pintado Fe 26

33011-Oviedo

Contacto: Clara Blanco

Email: clara@incar.csic.es

Teléfono: 985118994

NombreCargoInstitución
Ricardo Santamaría RamírezInvestigador principalInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Clara Blanco RodríguezInvestigadora Científica de OPIsInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Marcos Granda FerreiraInvestigador Científico de OPIsInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Patricia Álvarez RodríguezCientífica titular de OPIsInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Zoraida González AriasInvestigadora postdoctoralInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Noemí Quintanal MeraInvestigadora predoctoralInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Laura del Carmen García AlcaldeInvestigadora predoctoralInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Daniel Barreda GarcíaInvestigador contratadoInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Patricia Blanco VelascoTécnica FPInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC
Adrián Vigil LarueloTécnico FPInstituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC

 

El Grupo de Materiales Compuestos se formó en 1990 por la Prof. Rosa Menéndez, sobre la base de experiencia previa en relación con la caracterización y comportamiento en pirólisis de breas de alquitrán de hulla y petróleo.

La actividad científica del grupo está fundamentalmente dirigida a la preparación de precursores y materiales de carbono a partir de derivados del carbón y del petróleo para distintas aplicaciones, tanto convencionales (sector del aluminio y del acero) como avanzadas (almacenamiento de energía, materiales para condiciones extremas, química fina y medio ambiente, biomedicina). La colaboración con otros grupos de investigación de centros tecnológicos, OPIs y Universidades, y empresas de diferentes sectores son cruciales en el desarrollo de nuestro trabajo por su carácter multidisciplinar y aplicado.

Las principales líneas de investigación del Grupo son: (i) materiales de carbono de alta densidad (fibras, grafitos y materiales compuestos), (ii) materiales de carbono para sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía (supercondensadores y baterías de flujo redox de vanadio) y (iii) nanomateriales (grafenos y nanotubos funcionalizados). Además, se trabaja en el desarrollo de productos y procesos en colaboración con la industria carboquímica y petroquímica, así como en el desarrollo de nuevos materiales de carbono en colaboración con industrias del sector aeronáutico.

Materiales de carbono para aplicaciones electroquímicas

Estudio y desarrollo materiales de carbono que mejoren el comportamiento actual como electrodos en sistemas electroquímicos tales como supercondensadores, baterías de flujo redox de vanadio y celdas de desalinización mediante desionización capacitiva. Esta investigación comprende el estudio de los mecanismos implicados en cada proceso con el objeto de poder optimizar los materiales de carbono que mejor se ajusten, así como el montaje de prototipos que permiten una evaluación de los sistemas más próxima a su funcionamiento real.

 

Síntesis y aplicaciones de grafeno

El objetivo de la investigación es alcanzar una mayor comprensión de cómo afecta tanto el grafito de partida como los parámetros experimentales del proceso de preparación de materiales grafénicos por vía química en las características de los productos resultantes, persiguiendo como objetivo último el diseño de materiales grafénicos con las características deseadas para aplicaciones concretas. Entre las aplicaciones que se vienen estudiando cabe destacar su uso en aplicaciones electroquímicas, catálisis, sistemas de identificación de imágenes, materiales compuestos con alta capacidad de disipación de calor y sensores, así como soportes para el crecimiento celular, estudios realizados en colaboración con clínicos del campo de la oftalmología (IOFV).

  • Ortega, P.F.R., dos Santos, G.A., Montoro, L.A., Silva, G.G., Blanco, C., Santamaría, R., Lavall, R.L. “LiFePO4/mesoporous carbon hybrid supercapacitor based on LiTFSI/Imidazolium ionic liquid electrolyte” The Journal of Physical Chemistry C, 122, 1456-1465,  2018 (F.I.: 4.484, Q1)
  • Ortega, P.F.R., de Paula, F.G.F., de Castro, M.C.M., Binatti, I., González, Z. Blanco, C., Santamaría, R., Lavall, R.L. “Mechanism and Stability of a Redox Supercapacitor Based on Methylene Blue: Effects of Degradation of the Redox Shuttle” ACS Applied Energy Materials, 1, 2306-23016, 2018 (revista nueva en 2018)
  • Wiench P., González Z., Menéndez R., Grzyb B., Gryglewicz G. “Beneficial impact of oxygen on the electrochemical performance of dopamine sensors based on N-doped reduced graphene oxides” Sensors and Actuators, B: Chemical, 257, 143-153, 2018 (F.I.: 5.667; Q1)
  • Ortega, P.F.R., González, Z., Blanco, C., Lavall, R.L., Silva, G.G., Santamaría, R. “Biliquid supercapacitors: a simple and new strategy to enhance energy density in asymmetric/hybrid devices”, Electrochimica Acta, 254, 384-392, 2017 (F.I.: 5.116; Q1).
  • Barreda, D., Pérez-Mas, A.M., Silvestre-Albero, A., Casco, M.E., Rudić, S., Herdes, C., Müller, E.A., Blanco, C., Santamaria, R., Silvestre-Albero, J., Rodríguez-Reinoso, F. “Unusual flexibility of mesophase pitch-derived carbon materials: An approach to the synthesis of graphene”, Carbon, 115, 539-545, 2017 (F.I.: 7.082; Q1).
  • Miniach, E., Śliwak, A., Moyseowicz, A., Fernández-García, L., González, Z., Granda, M., Menendez, R., Gryglewicz, G. "MnO2/thermally reduced graphene oxide composites for high-voltage asymmetric supercapacitors", Electrochimica Acta, 240, 53-62, 2017 (F.I.: 5.116; Q1).
  • González, Z., Flox, C., Blanco, C., Granda, M., Morante, J.R., Menéndez, R., Santamaría, R. "Outstanding electrochemical performance of a graphene-modified graphite felt for vanadium redox flow battery application", Journal of Power Sources, 338, 155-162, 2017 (F.I.:945; Q1).
  • Fernández-García, L., Álvarez, P., Pérez-Mas, A.M., Blanco, C., Santamaría, R., Menéndez, R., Granda, M. "Role of quinoline insoluble particles during the processing of coal tars to produce graphene materials", Fuel, 206, 99-106, 2017 (F.I.: 4.908; Q1).
  • Díaz, P., González, Z., Santamaría, R., Granda, M., Menéndez, R., Blanco, C. "Enhancing energy density of carbon-based supercapacitors using Prussian Blue modified positive electrodes", Electrochimica Acta, 212, 848-855, 2017 (F.I.: 5.116; Q1).
  • Lee, C., Han, Y.-J., Seo, Y.D., Nakabayashi, K., Miyawaki, J., Santamaría, R., Menéndez, R., Yoon, S.-H., Jang, J. "C4F8 plasma treatment as an effective route for improving rate performance of natural/synthetic graphite anodes in lithium ion batteries", Carbon, 103, 28-35, 2017 (F.I.: 7.082; Q1).
  • Blanco, M., Álvarez, P., Blanco, C., Jiménez, M.V., Fernández-Tornos, J., Pérez-Torrente, J.J., Blasco, J., Subías, G., Cuartero, V., Oro, L.A., Menéndez, R. "Effect of structural differences of carbon nanotubes and graphene based iridium-NHC materials on the hydrogen transfer catalytic activity", Carbon, 96, 66-74, 2016 (F.I.: 7.082; Q1).
  • Díez, N., Álvarez, P., Granda, M., Blanco, C., Santamaría, R., Menéndez, R. “CO2 adsorption capacity and kinetics in nitrogen-enriched activated carbon fibres prepared by different methods”, Chemical Engineering Journal, 281, 704-712, 2015 (F.I.: 6.735; Q1).
  • Sierra, U., Álvarez, P., Blanco, C., Granda, M., Santamaría, R., Menéndez, R. “New alternatives to graphite for producing graphene materials”, Carbon, 93, 812-818, 2015 (F.I.: 7.082; Q1).
  • Díaz, P., González, Z., Santamaría, R., Granda, M., Menéndez, R., Blanco, C. “Enhanced energy density of carbon-based supercapacitors using Cerium (III) sulphate as inorganic redox electrolyte”, Electrochimica Acta, 168, 277-284, 2015 (F.I.: 5.116; Q1).
  • Álvarez, P., Blanco, C., Santamaría, R., Blanco, P., González, Z., Fernández-García, L., Sierra, U., Granda, M., Páez, A., Menéndez, R. “Tuning graphene properties by a multi-step thermal reduction process”, Carbon, 90, 160-163, 2015 (F.I.: 7.082; Q1).
  • Díaz, P., González, Z., Santamaría, R., Granda, M., Menéndez, R., Blanco, C. “Optimization of a carbon-based hydrid energy storage device with cerium (III) sulfate as redox electrolyte”, Journal of Power Sources, 309, 50-55, 2016 (F.I.:945; Q1).
  • Díez, N., Álvarez, P., Granda, M., Blanco, C., Santamaría, R., Menéndez, R. “A novel approach for the production of chemically activated carbon fibers”, Chemical Engineering Journal, 260, 463-468, 2015 (F.I.: 6.735; Q1).
  • Roldán, S., Barreda, D., Granda, M., Menéndez, R., Santamaría, R., Blanco, C. “An approach to classification and capacitance expressions in electrochemical capacitors technology”, Physical Chemistry Chemical Physics, 17 (2), 1084-1092, 2015 (F.I.: 3.906; Q1).
  • Granda, M., Blanco, C., Alvarez, P., Patrick, J.W., Menéndez, R. “Chemicals from coal coking”, Chemical Reviews, 114 (3), 1608-1636, 2014 (F.I.: 52.613; Q1).
  • Suárez, D.J., González, Z., Blanco, C., Granda, M., Menéndez, R., Santamaría, R. “Graphite felt modified with bismuth nanoparticles as negative electrode in a vanadium redox flow battery”, ChemSusChem, 7 (3), 914-918, 2014 (F.I.:411; Q1).
Investigador PrincipalTítuloOrganismo FinanciadorReferenciaDuraciónCuantía
Marcos Granda FerreiraCoal liquid-based high crystalline carbons for the synthesis of graphene-based compositesVII PM UE (RFCS)1/7/2013 - 30/6/2016496.165 €
Rosa MenéndezProducción de grafenos de distintas características a través de óxido de grafito para nanocomposites de base poliméricasMINECOMAT2013-48107-C3-1-R1/1/2014 - 31/12/2016142.857 €
Rosa MenéndezCoal liquid-based up-graded carbon materials for energy storageH2020 UE (RFCS)1/7/2015 - 30/6/2018296.746 €
Rosa MenéndezAyudas a grupos de investigaciónGobierno del Principado de Asturias2015 - 201798.400 €
Ricardo Santamaría

Clara Blanco

Sistemas híbridos de energía basados en materiales de carbono con diferentes electrolitosMINECOMAT2016-77114-R31/12/2016 - 30/12/2019121.000 €
Clara BlancoAyudas a grupos de investigaciónGobierno del Principado de Asturias2018 - 2020141.597 €

 

Investigador ResponsableTítuloEmpresa financiadoraDuraciónCuantía
Rosa MenéndezPreparación y caracterización de grafenos y derivados con propiedades que se adecúen a aplicaciones biomédicasIndustrial Química del Nalón, S.A.2014 - 201655.000 €
Clara BlancoBiomateriales y sensores basados en grafeno y nanopartículas para medicina regenerativaDropsens2016 - 201710.890 €
Clara BlancoModificación de lubricantes con grafenoACCIONA Agua, S.A.2014 - 201510.000 €
Clara BlancoCaracterización de hileras de grafito suministradas por La FargaLa Farga2015 - 20168.000 €
Ricardo SantamaríaEvaluación de catalizadores y aditivos para mejora de rendimientos en procesos de pirólisis de residuosREPSOL18/9/2015 - 19-12-2016121.000 €
Ricardo SantamaríaDevelopment of carbon materials for new applicationsMitsubishi Chemical Corporation (Japan)2016 - 2017105.456 €
Ricardo SantamaríaEnsayos de craqueabilidad de residuos de petróleo, evaluación de aditivos para la mejora de rendimiento y caracterización de coques de petróleoREPSOL13/12/2016 - 12/12/2017114.708 €
Clara BlancoCaracterización de hileras de grafito suministradas por La FargaLa Farga2016 - 201720.000 €
Clara BlancoObtención de coque de aguja y grafito a partir de corrientes industriales producidas por CEPSACEPSA2018121.000 €
Ricardo SantamaríaProduction of graphene-type materials from Sasol's coal-liquids and cokesSASOL South Africa1/03/2018 - 30/10/201978.000 €
Ricardo SantamaríaEstudios de pirolisis térmica y catalítica de fracciones pesadas de petróleo y caracterización de los coques de petróleoREPSOL26/10/2017 - 25/10/2018108.900 €
Ricardo SantamaríaDevelopment and optimization of graphene felt for new applicationsMitsubishi Chemical Corporation (Japan)01/09/2018 - 31/08/201930.000 €
Ricardo SantamaríaEstudio de desarrollo tecnológico en los procesos de craqueo térmico de residuos de petróleo mediante el uso de aditivos y caracterización de muestras de coque de petróleoREPSOL13/11/2018 - 13/03/201936.300 €
Marcos GrandaInvestigación industrial para la fabricación de un material conductivo térmica y eléctricamente con materiales cementosos y carbonosos avanzadosIndustrial Química del Nalón01/01/2018 - 31/12/201836.300 €
DirectoresTítuloDoctorandoInstituciónFecha lecturaDistinciones
Rosa Menéndez

Ricardo Santamaría

Una nueva generación de carbones activados de altas prestaciones para aplicaciones medioambientalesVirginia Natalia García AsenjoUniversidad de Oviedo2014
Rosa Menéndez

Marcos Granda

Breas de aceite de antraceno de reducido impacto ambiental para la producción de materiales grafíticosJuan Sutil SalasUniversidad de Oviedo30/6/2015
Rosa Menéndez

Patricia Álvarez

 

Funcionalización covalente de nanotubos de carbono y grafeno para su aplicación en catálisisMatías Blanco FernándezUniversidad de Oviedo30/10/2015
Rosa Menéndez

Patricia Álvarez

 

Optimización de la preparación de materiales grafénicos a través de las condiciones de procesado y el precursorUriel Alejandro Sierra GómezUniversidad de Oviedo18/12/2015
Clara Blanco

Zoraida González

 

Supercondensadores híbridos asimétricos con especies redox inorgánicasPatricia Díaz BaizánUniversidad de Oviedo03/11/2016
Rosa Menéndez

Patricia Álvarez

 

Diseño y optimización de la estructura y propiedades de materiales grafénicos - Design of graphene materials with optimized structure and propertiesAna Matilde Pérez MasUniversidad de Oviedo13/06/2017Mención Internacional
Rosa Menéndez

Marcos Granda

Síntesis de materiales grafénicos a partir de derivados del carbónLaura Fernández GarcíaUniversidad de Oviedo14/07/2017

 

Método de obtención de óxido de material pregrafítico, óxido de grafeno o grafeno a partir de un material pregrafítico

  • Inventores: R. Menéndez, P. Alvarez, U. Sierra, C. Blanco, M. Granda, R. Santamaría
  • Nº de solicitud: PCT/ES2014070178
  • Fecha de prioridad: 12.03.2014
  • Entidad titular: CSIC
  • Países a los que se ha extendido: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL  PT RO RS SE SI SK SM TR

 

Cathode for lithium batteries

  • Inventores: A. Paez, J. García, J.M. Amarilla, B. Vázquez. R. Menéndez, R. Santamaría, C. Blanco, F. Calle
  • Nº de solicitud: 14382269.0-1359
  • Fecha de prioridad: 17.07.2014
  • Entidad titular: Repsol S.A.
  • Países a los que se ha extendido: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL  PT RO RS SE SI SK SM TR

 

Method for producing graphene with tunable properties by a multi-step thermal reduction process

  • Inventores: A. Paez, J. García, P. Alvarez, M. Granda, C. Blanco, R. Santamaría, P. Blanco, L. Fernández, R. Menéndez, F. Calle
  • Nº de solicitud: 14382352.4-1355
  • Fecha de prioridad: 18.09.2014
  • Entidad titular: Repsol S.A.
  • Países a los que se ha extendido: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR