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Acuerdo 8.1/CG 18-12-24, por el que se conviene, por asentimiento, aprobar la creación de la Unidad de Excelencia “Unidad Multidisciplinar de Ciencia de la Energía”, en los términos del documento que se anexa.

ANEXO

Unidad de excelencia “Unidad Multidisciplinar de Ciencia de la Energía”

Director: Victorino Franco García

Antecedentes.

La dependencia actual de nuestra sociedad de los combustibles fósiles implica una limitación en las posibilidades de crecimiento de las generaciones futuras. Por lo tanto, existe un gran interés por parte de los responsables políticos, las agencias de financiación y la sociedad en general para realizar una transición hacia fuentes de energía primaria sostenibles, aumentar la eficiencia y reducir el impacto ambiental de la producción, el almacenamiento, la conversión, la transformación y el uso de energía. Esta Unidad de Excelencia aborda este reto desde un enfoque multidisciplinar e interdisciplinar centrado en la ciencia subyacente a los procesos energéticos, en el que teóricos que desarrollan herramientas de simulación ad-hoc trabajan mano a mano con experimentales que desarrollan nuevos materiales, combinando física, química y ciencia de materiales. El proyecto también abarca todas las escalas de longitud posibles, desde el núcleo - incluyendo estudios de fusión-, pasando por las nanoestructuras, hasta llegar a la macroescala. Este enfoque integral conducirá a avances científicos significativos en forma de nuevos modelos, nuevos materiales y nuevos procesos. El proyecto científico de la Unidad, denominado “Enfoque multiescala para la eficiencia energética: del núcleo a la macroescala”, tiene su semilla en el proyecto concedido por el VII Plan Propio de Investigación y Transferencia - FEDER Andalucía – Modalidad D Proyectos de investigación e innovación aplicada desarrollados en el marco de Unidades de Excelencia.

Objetivos, actividades, metodología y plan de trabajo.

El objetivo general del proyecto científico que llevará a cabo la “Unidad Multidisciplinar de Ciencia de la Energía (Multidisciplinary Unit for Energy Science)” es el desarrollo de nuevo conocimiento científico sobre los diferentes materiales y procesos que están implicados en la producción, almacenamiento, transporte, transformación y aprovechamiento de la energía. Esto se logrará mediante un enfoque multidisciplinar e interdisciplinar que abarca la experimentación en física nuclear, química y ciencia de materiales, la modelización de procesos magnetohidrodinámicos y termodinámicos, la optimización de procesos de control y el aprendizaje automático.

Para lograr este objetivo, los esfuerzos de los grupos de investigación implicados en la Unidad se combinarán de forma sinérgica para alcanzar objetivos que no serían alcanzables por los diferentes grupos por sí solos.

El objetivo general del proyecto se alcanzará mediante la implementación de diferentes tareas a lo largo de toda la cadena de valor de la energía, en las que se ponen de manifiesto las sinergias entre los distintos garantes implicados. A modo de ejemplos no excluyentes, se mencionan las siguientes tareas:

- Desarrollo de métodos numéricos para el estudio macroscópico del plasma en reactores de fusión que proporcionan información sobre las propiedades de equilibrio y estabilidad del sistema en su conjunto.

- Identificación, síntesis y optimización de materiales magnéticos con propiedades optimi- zadas para el confinamiento por plasma.

- Desarrollo y caracterización de centelleadores robustos para ambientes de alta tempera- tura.

- Identificación de nuevos materiales funcionales mediante machine learning (incluyendo la posible extensión al machine learning cuántico) y validación mediante experimenta- ción.

- Extensión de la computación a gran escala en dinámica de magnetofluidos a su potencial aplicación en la recuperación de energía termomagnética.

- Diseño, modelado e implementación de dispositivos de recuperación de energía, inclu- yendo el diseño de control óptimo de los procesos.

Todas estas tareas involucran al menos a dos grupos de investigación de la unidad, que darán lugar a publicaciones conjuntas, tal y como requiere la futura candidatura a la convocatoria María de Maeztu.

La síntesis de los materiales se realizará principalmente en los laboratorios de los grupos, que disponen de los recursos necesarios para ello.

La caracterización funcional (magnética, eléctrica, óptica, térmica) también se realizará dentro de las instalaciones de los grupos o utilizando las instalaciones centrales de la Universidad (CITIUS).

Las simulaciones a gran escala se realizarán solicitando tiempo de cómputo en la Red Española de Supercomputación y los clústeres a los que tienen acceso los miembros de la Unidad.

Además de estas tareas más científicas, la unidad prestará especial atención al desarrollo curricular de sus miembros más jóvenes, para fortalecer su currículo y, al mismo tiempo, el potencial de la Unidad para tener éxito en la convocatoria de la AEI. En este sentido, se propondrá un plan de desarrollo de carrera para ellos, que no consistirá en una mera evaluación, sino que incluirá medidas activas para implicarles, en todo su potencial, en la investigación puntera que se lleva a cabo en la Unidad. Esto implicará también su promoción en sociedades nacionales e internacionales. Este pilar de nuestro plan será clave para atraer talento, reforzando nuestro potencial a medio y largo plazo.

La gestión de datos seguirá los principios FAIR. Las recopilaciones de datos se depositarán en repositorios con las restricciones de acceso que en cada caso sean necesarias en función de la naturaleza de los resultados y de su confidencialidad. Las publicaciones se realizarán principalmente en literatura científica de acceso abierto, aunque la unidad también se esforzará por hacer presentaciones y publicaciones para el público en general y por involucrar a posibles socios industriales.

La visibilidad internacional y la valorización de los resultados del proyecto de investigación también serán una tarea importante. Para ello, trataremos de ser coautores de artículos de revisión en el campo de la energía en revistas científicas de gran prestigio, tal y como ha sido la norma de los garantes en los últimos años (por ejemplo, Nature Energy, Energy and Environmental Science, ACS Energy Letters, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, entre otras). También trataremos de asegurar roles en las juntas directivas de las sociedades nacionales e internacionales, incluidas aquellas que tienen una fracción significativa de miembros de la industria, y puestos de organización en las conferencias internacionales más grandes relacionadas con este campo. Todas las propuestas anteriores están en línea con la trayectoria de todos los investigadores senior de la Unidad.

Para lograr la cooperación deseada y promover el sentido de pertenencia de los miembros de la Unidad, se organizarán simposios anuales. Durante estas reuniones, los miembros de la Unidad presentarán sus resultados más actuales y pertinentes, con tiempo suficiente para debatir y determinar las sinergias dentro de la Unidad. Para facilitar la atención completa de los asistentes y que no se distraigan con las actividades académicas habituales, el encuentro tendrá lugar fuera de Sevilla. La Unidad también organizará y participará en eventos de divulgación relacionados con sus áreas de especialización.

Calidad y viabilidad del proyecto, proyección internacional e impacto científico, económico y social esperado. Colaboraciones con empresas y otras instituciones.

La Unidad está formada (Tabla 1), en el momento de escribir esta memoria, por el director, cinco garantes adicionales y quince miembros. En el periodo 2019-2024 (abril), la productividad combinada de la Unidad es de un total de 481 publicaciones indexadas por Scopus, de las cuales el 75,26 % corresponden a publicaciones del Q1 en CiteScore. El 25,36 % del total se incluye en D1. Representan un total de 7918 citas (Scopus) y un índice H combinado de 42.

En el momento de la solicitud al Plan Propio de Investigación de la �ֲ���ý, los garantes eran IPs de 12 proyectos de la Unión Europea, una de la Real Sociedad de Ingeniería del Reino Unido, una de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, una del Consejo de Investigación de Noruega, 10 proyectos nacionales y 6 proyectos regionales. Desde 2019, esto supone más de 11 M€ bajo gestión. Cabe destacar que, en la actualidad, tanto Eleonora Viezzer como Manuel García Muñoz disfrutan de sendos proyectos ERC.

Los miembros de la Unidad han colaborado con empresas nacionales e internacionales en actividades científicas y tecnológicas directamente relacionadas con las áreas de especialización de la Unidad. Estas relaciones dieron lugar a proyectos de investigación industrial valorados en más de 2 M€ desde 2019, acuerdos de colaboración, productos comerciales, publicaciones conjuntas, e incluso la creación de una empresa spin-off.

La visibilidad internacional de los miembros se demuestra por su participación y organización de eventos internacionales y la recepción de premios y distinciones internacionales. A modo de ejemplo, en el período comprendido entre 2019 y 2023, el Director fue nombrado 2019 Distinguished Lecturer de la Sociedad Magnética de IEEE, fue General Chair de la Conferencia Joint MMM-Intermag 2022 en Nueva Orleans, recibió un Simposio Honorífico por parte del TMS en 2024, siendo el primer investigador de España en recibir esa distinción, y fue nombrado IEEE Fellow en 2024; Eleonora Viezzer ha recibido varios premios por sus contribuciones al desarrollo de la fusión nuclear: el "VIII Premio Manuel Losada Villasante a la Excelencia en la Investigación Científica" en 2022, otorgado por la Fundación Manuel Losada Villasante y la Sociedad Española de Radiodifusión, el "Premio Fundación Princesa de Girona Investigación Científica" y el "Premio de Física RSEF-BBVA Investigador Experimental Joven" en 2022, y el "Premio Mujeres a Seguir (MaS) Categoría Ciencia" en 2023; y Miguel Anaya ha recibido en 2024 el "Premio de Física RSEF- BBVA Investigador Experimental Joven". Además, los garantes han sido premiados por su labor como evaluadores de diferentes revistas: New Journal of Physics (2019); American Physical Society (2021,2022); European Physical Journals (2022).

Los miembros de la Unidad disponen en sus laboratorios, o tienen acceso a, las instalaciones necesarias para la realización de la investigación propuesta.

Desde 2019 se han defendido o se están desarrollando 37 tesis doctorales en el seno de la Unidad. En concreto, 14 de ellas ya han sido defendidas, 4 de ellas se defenderán antes de finales de 2024 y 19 están en desarrollo. Un gran número de las tesis, tanto terminadas como en curso, son, o han sido, financiadas por programas altamente competitivos como el de FPU. Además, cabe destacar que seis de los seis avalistas están actualmente implicados en la supervisión de los doctorandos. El panorama global que se acaba de describir muestra claramente el gran potencial de formación de la Unidad propuesta.

El impacto científico del proyecto consiste en una comprensión más profunda de los procesos físico-químicos que conducen a la producción, el almacenamiento, la transformación y la utilización más eficientes de la energía, con profundas implicaciones en la física nuclear, los materiales funcionales y la física estadística. Se esperan numerosas publicaciones en revistas de alto impacto, en línea con la trayectoria de los miembros de la Unidad.

El impacto en la sociedad está relacionado con la producción de energía más eficiente y barata, el aumento de la fiabilidad y sostenibilidad de los dispositivos de conversión de energía, y el menor impacto ambiental de estos procesos en comparación con los sistemas tradicionales. La ubicuidad de los dispositivos de transformación de energía, que van desde los motores hasta los generadores, desde las bombas de calor hasta los dispositivos de refrigeración, nos hace ver este proyecto como un trampolín para el futuro desarrollo de Andalucía en estas tecnologías alternativas sustentado por el nuevo conocimiento científico que se generará.

Siendo conscientes de la importancia de la ciencia en el avance tecnológico de nuestra sociedad, fomentaremos la interacción con el tejido productivo. En este sentido, los garantes tienen una larga experiencia en la cooperación con la industria, tanto a nivel nacional como internacional. Esto se ha materializado en contratos de investigación industrial, convenios de colaboración, consultoría e incluso la fundación de una spin-off. Dado que todas estas colaboraciones están directamente relacionadas con los temas de este proyecto de investigación, promoveremos la firma de convenios de colaboración entre la industria y la Unidad.

También se fomentará la visibilidad internacional promoviendo acuerdos de cooperación con unidades y centros internacionales equivalentes, como el National Science Foundation (NSF) Engineering Research Center ‘Translational Applications of Nanoscale Multiferroic Materials (TANMS)’, the AMPED Consortium, Diamond Light Source Synchrotron, Berkeley National Lab and Ames National Lab, entre otros.

Tabla 1. Integrantes de “Unidad Multidisciplinar de Ciencia de la Energía”

Director:

Garantes:

Miembros:

Tabla 2. Información bibliométrica de los garantes de “Unidad Multidisciplinar de Ciencia de la Energía” (octubre 2024; fuente WOS)