El equipo docente tiene experiencia contrastada en cada una de las distintas fases que componen un proceso de síntesis de metanol verde. Dichas fases son: producción de hidrógeno verde, captura y utilización de CO2, reacción de síntesis de metanol verde (CO2 + 3H2 --> CH3OH + H2O) y purificación de productos.

En primer lugar, Ángel Caravaca cuenta con publicaciones y docencia relacionada con la producción de hidrógeno verde, así como de acoplamiento entre energía solar fotovoltaica y electrolizadores.

Saber Niazi cuenta con presentaciones a congresos y docencia relacionada con la captura de CO2. Además, cuenta con experiencia profesional previa en el diseño de unidades de operación similares a las que se utilizan para el desarrollo de esta tecnología.

José Antonio Díaz cuenta con experiencia docente en la asignatura Ingeniería de Procesos y Productos, así como publicaciones relacionadas con la síntesis de catalizadores para la producción de metanol verde.

Finalmente, Antonio Nieto-Márquez cuenta con experiencia docente e investigadora sobre destilación y destilación avanzada, operaciones que aparecen para la purificación del producto final (metanol verde).

El objetivo de la propuesta es abordar la fase de ingeniería de procesos de un proyecto de producción de Metanol Verde, abarcando todas las etapas que lo conforman:

- Producción de materias primas (hidrógeno verde y captura y utilización de CO2).

- Unidad de reacción (síntesis de metanol verde).

- Unidad de purificación de producto (separación líquido-vapor y destilación fraccionada).

Dicha fase se abordaría de manera completa, lo que incluye la simulación y el diseño de los equipos implicados:

- Electrolizadores y plantas fotovoltaicas.

- Tecnología para la captura de CO2.

- Reactor para la síntesis de metanol.

- Separador líquido-vapor y columna de destilación fraccionada.

Finalmente, se abordará la optimización del proceso, con el fin de obtener las condiciones de operación que minimizan los costes de producción del metanol verde.

La síntesis de metanol verde mediante un proceso que resulte viable tanto técnica como económicamente es uno de los grandes desafíos de la actualidad. El metanol, una de las principales moléculas plataforma de la industria química, se produce actualmente a partir de combustibles fósiles. Además, el metanol, siempre que sea verde, está llamado a jugar un papel fundamental en la transición energética en el sector del transporte, ya que puede suponer una alternativa sostenible y medioambientalmente en aquellos sectores de difícil electrificación, como son el marítimo.

El interés en la producción de metanol verde es tal que ya se están concibiendo las primeras plantas de producción, por lo que es esperable una mayor demanda de profesionales que conozcan el sector. Al mismo tiempo, la creación de un curso abierto a un gran número de personas puede ayudar a explorar ideas que hagan que dicha producción resulte viable, ya que actualmente no lo es.

La realización de un proyecto de ingeniería básica sobre la síntesis de metanol verde, que es el propósito del presente curso, pretende arrojar luz sobre los principales desafíos de dicho proceso, lo que permitirá a profesionales del sector conocerlos en detalle y poder abordarlos en proyectos reales.

El alumno que culmine el curso alcanzará los siguientes objetivos de aprendizaje:

- Diseñar unidades de producción de hidrógeno verde mediante acoplamiento fotovoltaica-electrolizadores.

- Conocer las tecnologías disponibles para la captura y utilización de CO2.

- Diseñar unidades de captura y utilización de CO2.

- Simulación de proceso de síntesis de metanol verde.

- Diseño de unidades de proceso para la síntesis de metanol verde.

- Optimización y análisis de viabilidad técnico-económica del proceso de síntesis de metanol verde.

Módulo 1: Producción de hidrógeno verde. 

Descripción: en este módulo se introducirá al alumno en las distintas tecnologías de producción de hidrógeno verde, para posteriormente realizar el diseño de una unidad de hidrógeno verde a partir de energía solar fotovoltaica, fijando una producción de hidrógeno verde objetivo.

Módulo 2: Captura y utilización de CO2.

Descripción: en este módulo se introducirá al alumno en las distintas tecnologías de captura y utilización de CO2. Se hará una comparativa de ventajas e inconvenientes, y se llevará a cabo el diseño de una unidad con una operación específica, fijando una captura de CO2 objetivo.

Módulo 3: Simulación, diseño y optimización de unidad de reacción para la síntesis de metanol verde.

Descripción: en este módulo se abordará el diseño y optimización de la unidad de reacción para el proceso de síntesis de metanol verde, desde los conceptos más básicos de cinética y termodinámica hasta el diseño propiamente dicho. Se abordará la optimización que permita obtener una cantidad de metanol determinada minimizando costes.

Módulo 4: Simulación, diseño y optimización.

Descripción: en este módulo se abordará el diseño, simulación y optimización de la unidad de purificación de metanol, desde los conceptos más básicos de la destilación, hasta el diseño de la columna propiamente dicho. Se abordará la optimización que permita purificar metanol hasta un objetivo establecido minimizando costes.

El curso es eminentemente práctico, para lo cual se proporcionarán hojas de cálculo debidamente preparadas, algunas de ellas con pequeñas programaciones en Visual Basic. Es posible que alguno de los módulos, para su fecha de impartición, cuente con software en abierto (Python) para cumplir sus objetivos. En caso de no disponer, el propio curso podrá contribuir a su desarrollo.

Se incorporarán vídeos explicativos en los que se indique al alumno los pasos a seguir para desarrollar el proyecto.

Para la elaboración de cuestionarios, se recurrirá a herramientas como QuerIA.

El destinatario principal del curso es recién egresado en los siguientes grados: Ingeniería Química, Ingeniería de la Energía, Química o afines. No obstante, el curso puede servir a profesionales del sector para actualizarse de cara al diseño de plantas de este tipo.

Como actividad de evaluación se plantean cuestionarios por cada módulo en los que, introduciendo unas variables de partida, los alumnos sean capaz de contestar a las cuestiones que contendrán los resultados que se esperan obtener. Como se ha indicado anteriormente, se recurrirá a herramientas como QuerIA o similares para la elaboración de dichos cuestionarios.

En cuanto a actividades de dinamización, se plantea la comunicación con los alumnos inscritor vía e-mail. Se enviarán correos de bienvenida y dinamizadores en cada módulo, por ejemplo, a través del envío de una pregunta concreta que requiera haber progresado un determinado porcentaje de dicho módulo.

Se plantea la creación, a través de blogs.upm.es, de uno específico del MOOC, que sirva como foro de discusión entre los alumnos y los profesores. Se explorará la posibilidad de que se puedan enviar notificaciones a los alumnos inscritos cada vez que alguien escriba algo en el foro, con el fin de dinamizar las discusiones.