PRODUCTION OF HYDROGEN IN POLYMERICA MEMBRANE ELECTROQUIMIC REACTORS AND ITS SUBSEQUENT USE IN THE SYNTHESIS OF HIGH ADDED VALUE PRODUCTS (Q3135818)
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Project Q3135818 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | PRODUCTION OF HYDROGEN IN POLYMERICA MEMBRANE ELECTROQUIMIC REACTORS AND ITS SUBSEQUENT USE IN THE SYNTHESIS OF HIGH ADDED VALUE PRODUCTS |
Project Q3135818 in Spain |
Statements
190,696.0 Euro
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238,370.0 Euro
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80.0 percent
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1 January 2014
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31 December 2016
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UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA
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38°57'35.10"N, 3°52'58.26"W
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13034
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HOY EN DIA, LA MAYOR PARTE DEL HIDROGENO SE OBTIENE MEDIANTE PROCESOS DE CONVERSION DE COMBUSTIBLES SOLIDOS, LIQUIDOS Y GASEOSOS. ESTE TIPO DE PROCESOS REQUIERE ELEVADAS TEMPERATURAS DE TRABAJO Y ETAPAS ADICIONALES DE PURIFICACION DEL HIDROGENO PRODUCIDO QUE ENCARECEN SENSIBLEMENTE EL PRECIO FINAL DEL MISMO. ENTRE LOS DISTINTOS PROCESOS PROPUESTOS RECIENTEMENTE PARA LA PRODUCCION DE ESTE IMPORTANTE VECTOR ENERGETICO, CABEN DESTACAR LOS DE REFORMADO ELECTROQUIMICO DE ALCOHOLES, CON LOS QUE SE LOGRA LA PRODUCCION DIRECTA DE H2 DE ELEVADA PUREZA. COMPARADO CON LOS PROCESOS CATALITICOS CONVENCIONALES, ESTE PROCESO TIENE LA VENTAJA DE QUE PERMITE PRODUCIR Y SEPARAR EL H2 EN LA MISMA ETAPA DE REACCION, Y REQUIERE CONDICIONES MUCHO MAS SUAVES DE OPERACION (80-90ºC, 1 ATM). EL HIDROGENO PRODUCIDO PUEDE SER CONVERTIDO DE NUEVO EN ENERGIA LO QUE PUEDE SERVIR DE COMPLEMENTO, SEGUN DEMANDA, DE SISTEMAS RENOVABLES DE PRODUCCION DE ENERGIA NO ESTACIONARIOS. ESTE TIPO DE PROCESOS CONSISTEN EN LA UTILIZACION DE UN REACTOR ELECTROQUIMICO DE MEMBRANA POLIMERICA (PEM) DONDE LA ALIMENTACION ESTA FORMADA POR MEZCLAS ALCOHOL-AGUA. EN EL ANODO DE LA CELDA PEM SE LLEVARIA A CABO LA ELECTRO-OXIDACION DEL ALCOHOL Y LA FORMACION DE PROTONES QUE SERIAN TRANSPORTADOS A TRAVES DE LA MEMBRANA POLIMERICA HASTA EL CATODO DONDE SE RECOMBINARIAN PARA FORMAR HIDROGENO. _x000D_ EN ESTE PROYECTO SE PRETENDEN INVESTIGAR ASPECTOS DE INTERES CIENTIFICO-TECNOLOGICO DE LOS PROCESOS DE REFORMADO ELECTROQUIMICO DE ALCOHOLES COMO MODO DE PRODUCIR HIDROGENO Y UTILIZARLO EN PROCESOS DE HIDROGENACION CON FORMACION DE PRODUCTOS DE MAYOR VALOR AÑADIDO. SE FORMULARIAN DISTINTOS CATALIZADORES ANODICOS CAPACES DE TRATAR CORRIENTES ALCOHOLICAS REALES, COMO LAS QUE PRODUCE Y SUMINISTRARA LA EMPRESA ABENGOA, SOPORTADOS SOBRE NANOESTRUCTURAS DE CARBON, FUNCIONALIZADAS O NO, SUMINISTRADAS POR LA EMPRESA GRAPHENANO Y PEROVSKITAS METALICAS SINTETIZADAS EN EL LABORATORIO DEL GRUPO DE INVESTIGACION. COMO CATODO DEL REACTOR PEM, SE CONSIDERARAN CATALIZADORES QUE FACILITEN LA RECOMBINACION DE LOS PROTONES TRANSFERIDOS Y CATALIZADORES DE HIDROGENACION CON LOS QUE LOGRAR QUE ESTOS PROTONES PUEDAN HIDROGENAR MOLECULAS PARA DAR ORIGEN A OTRAS DE MAYOR VALOR AÑADIDO O CON LAS QUE ALMACENAR QUIMICAMENTE LA ENERGIA ELECTRICA. EL NUEVO CONCEPTO PERMITIRIA UTILIZAR LOS SISTEMAS PEM COMO REACTOR CATALITICO AL PODER UTILIZAR EL HIDROGENO PRODUCIDO IN-SITU POR REFORMADO ELECTROQUIMICO EN PROCESOS DE HIDROGENACION EN CONDICIONES SUAVES DE OPERACION. ADEMAS, EL DESARROLLO ACTUAL DE LOS SISTEMAS PEM EN FORMA DE STACK HACE VIABLE UN SENCILLO ESCALADO DEL PROCESO PROPUESTO. SIMULTANEAMENTE, SE SIMULARA MEDIANTE LA HERRAMIENTA HYSYS (DE ASPENTECH) Y SE EVALUARA ENERGETICA Y EXERGETICAMENTE EL PROCESO DE REFORMADO ELECTROQUIMICO DE ALCOHOLES LO QUE PERMITIRA EL DISEÑO DEL MISMO A ESCALA INDUSTRIAL, SU OPTIMIZACION Y ESTABLECER UNA COMPARATIVA CON LOS PROCESOS CLASICOS DE REFORMADO DE ALCOHOLES. LA PARTICIPACION DE LAS EMPRESAS QUE APOYAN ESTA PROPUESTA SE HACE INDISPENSABLE PARA ESTABLECER LA VIABILIDAD TECNOLOGICA DEL PROCESO QUE SE PROPONE, TANTO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE VOLUMEN DE ALCOHOLES A TRATAR, COMO DE LAS POSIBILIDADES DE PRODUCIR CANTIDADES DE NANOESTRUCTURAS DE CARBONO SUFICIENTES PARA CONFORMAR REACTORES INDUSTRIALES. ADEMAS, SE CUENTA CON LA PARTICIPACION DE INVESTIGADORES DEL IRCELYON FRANCES. (Spanish)
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TODAY, MOST OF THE HYDROGEN IS OBTAINED THROUGH CONVERSION PROCESSES OF SOLID, LIQUID AND GASEOUS FUELS. THIS TYPE OF PROCESS REQUIRES HIGH WORKING TEMPERATURES AND ADDITIONAL STAGES OF PURIFICATION OF THE PRODUCED HYDROGEN THAT SIGNIFICANTLY INCREASE THE FINAL PRICE OF IT. AMONG THE VARIOUS PROCESSES RECENTLY PROPOSED FOR THE PRODUCTION OF THIS IMPORTANT ENERGETIC VECTOR, WE SHOULD HIGHLIGHT THOSE OF ELECTROCHEMICAL REFORMING OF ALCOHOLS, WITH WHICH THE DIRECT PRODUCTION OF H2 OF HIGH PURITY IS ACHIEVED. COMPARED TO CONVENTIONAL CATALITIC PROCESSES, THIS PROCESS HAS THE ADVANTAGE OF PRODUCING AND SEPARATING H2 AT THE SAME REACTION STAGE, AND REQUIRES MUCH SMOOTHER OPERATING CONDITIONS (80-90 °C, 1 ATM). THE HYDROGEN PRODUCED CAN BE CONVERTED BACK INTO ENERGY WHICH CAN SERVE AS A COMPLEMENT, ACCORDING TO DEMAND, OF NON-STATIONARY RENEWABLE ENERGY PRODUCTION SYSTEMS. THIS TYPE OF PROCESS CONSISTS OF THE USE OF AN ELECTROCHEMICAL POLYMERICA MEMBRANE REACTOR (PEM) WHERE THE FEEDING IS FORMED BY ALCOHOL-WATER MIXTURES. THE ELECTRO-OXIDATION OF ALCOHOL AND THE FORMATION OF PROTONS THAT WOULD BE TRANSPORTED THROUGH THE POLYMERICA MEMBRANE TO THE CATHODE WHERE THEY ARE RECOMBINED TO FORM HYDROGEN WOULD BE CARRIED OUT IN THE PEM CELL ANODE. _x000D_ in this project are treated to look for aspectos of scientific-technological interests of alcoholes electrochemical refurbishment processes as a way to produce HYDROGEN and use it in processes of HYDROGENING WITH MAYOR VALUE PRODUCTS. DIFFERENT ANODIC CATALYSTS CAPABLE OF TREATING ACTUAL ALCOHOLIC CURRENTS, SUCH AS THOSE PRODUCED AND SUPPLIED BY ABENGOA, SUPPORTED ON CARBON NANOSTRUCTURES, WHETHER FUNCTIONALISED OR NOT, SUPPLIED BY GRAPHENANO AND METAL PEROVSKITAS SYNTHESISED IN THE LABORATORY OF THE RESEARCH GROUP, ARE FORMULARIAN. AS A CASE OF THE PEM REACTOR, CATALYSTS WILL BE CONSIDERED TO FACILITATE THE RECOMMENDATION OF THE TRANSFERRED PROTONS AND HYDROGENATION CATALYSTS WITH WHICH TO ACHIEVE THAT THESE PROTONS CAN HYDROGENATE MOLECULES TO GIVE ORIGIN TO OTHERS OF HIGHER ADDED VALUE OR WITH WHICH TO STORE CHEMICALLY THE ELECTRICAL ENERGY. THE NEW CONCEPT WOULD ALLOW THE USE OF PEM SYSTEMS AS A CATALITIC REACTOR BY USING THE HYDROGEN PRODUCED IN-SITU BY ELECTROCHEMICAL REFORMING IN HYDROGENATION PROCESSES IN SMOOTH OPERATING CONDITIONS. MOREOVER, THE CURRENT DEVELOPMENT OF STACK-SHAPED PEM SYSTEMS MAKES A SIMPLE SCALING OF THE PROPOSED PROCESS FEASIBLE. SIMULTANEOUSLY, THE HYSYS (ASPENTECH) TOOL WILL BE SIMULATED AND THE PROCESS OF ELECTROCHEMICAL ALCOHOL REFORMING WILL BE EVALUATED ENERGETICALLY AND EXERGETICATLY, ALLOWING THE DESIGN OF THE ALCOHOLS ON AN INDUSTRIAL SCALE, ITS OPTIMISATION AND A COMPARISON WITH THE CLASSIC PROCESSES OF ALCOHOL REFORMING. THE PARTICIPATION OF THE COMPANIES SUPPORTING THIS PROPOSAL IS INDISPENSABLE IN ORDER TO ESTABLISH THE TECHNOLOGICAL VIABILITY OF THE PROPOSED PROCESS, BOTH FROM THE POINT OF VIEW OF VOLUME OF ALCOHOLS TO BE TREATED, AND THE POSSIBILITIES OF PRODUCING SUFFICIENT QUANTITIES OF CARBON NANOSTRUCTURES TO FORM INDUSTRIAL REACTORS. IN ADDITION, THERE IS THE PARTICIPATION OF RESEARCHERS FROM IRCELYON FRANCES. (English)
12 October 2021
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AUJOURD’HUI, LA MAJEURE PARTIE DE L’HYDROGÈNE EST OBTENUE PAR DES PROCÉDÉS DE CONVERSION DE COMBUSTIBLES SOLIDES, LIQUIDES ET GAZEUX. CE TYPE DE PROCÉDÉ NÉCESSITE DES TEMPÉRATURES DE TRAVAIL ÉLEVÉES ET DES ÉTAPES SUPPLÉMENTAIRES DE PURIFICATION DE L’HYDROGÈNE PRODUIT QUI AUGMENTENT CONSIDÉRABLEMENT LE PRIX FINAL DE CELUI-CI. PARMI LES DIFFÉRENTS PROCESSUS RÉCEMMENT PROPOSÉS POUR LA PRODUCTION DE CET IMPORTANT VECTEUR ÉNERGÉTIQUE, IL CONVIENT DE SOULIGNER CEUX DU REFORMAGE ÉLECTROCHIMIQUE DES ALCOOLS, AVEC LEQUEL LA PRODUCTION DIRECTE DE H2 DE HAUTE PURETÉ EST RÉALISÉE. PAR RAPPORT AUX PROCÉDÉS CATALITIQUES CONVENTIONNELS, CE PROCÉDÉ PRÉSENTE L’AVANTAGE DE PRODUIRE ET DE SÉPARER LE H2 AU MÊME STADE DE RÉACTION ET NÉCESSITE DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT BEAUCOUP PLUS FLUIDES (80-90 °C, 1 ATM). L’HYDROGÈNE PRODUIT PEUT ÊTRE RECONVERTI EN ÉNERGIE QUI PEUT SERVIR DE COMPLÉMENT, SELON LA DEMANDE, DE SYSTÈMES DE PRODUCTION D’ÉNERGIE RENOUVELABLE NON STATIONNAIRES. CE TYPE DE PROCÉDÉ CONSISTE EN L’UTILISATION D’UN RÉACTEUR À MEMBRANE POLYMERICA (PEM) ÉLECTROCHIMIQUE OÙ L’ALIMENTATION EST FORMÉE PAR DES MÉLANGES ALCOOL-EAU. L’ÉLECTROOXYDATION DE L’ALCOOL ET LA FORMATION DE PROTONS QUI SERAIENT TRANSPORTÉS À TRAVERS LA MEMBRANE POLYMERICA JUSQU’À LA CATHODE OÙ ILS SONT RECOMBINÉS POUR FORMER DE L’HYDROGÈNE SERAIENT EFFECTUÉES DANS L’ANODE CELLULAIRE PEM. _x000D_ dans ce projet sont traités pour rechercher les aspects des intérêts scientifiques-technologiques des processus de rénovation électrochimique des alcools comme un moyen de produire HYDROGEN et de l’utiliser dans les processus de HYDROGEN AVEC MAYOR VALUE PRODUITS. DIFFÉRENTS CATALYSEURS ANODIQUES CAPABLES DE TRAITER LES COURANTS ALCOOLIQUES RÉELS, TELS QUE CEUX PRODUITS ET FOURNIS PAR ABENGOA, SOUTENUS SUR DES NANOSTRUCTURES DE CARBONE, FONCTIONNELLES OU NON, FOURNIES PAR GRAPHENANO ET LES PEROVSKITAS MÉTALLIQUES SYNTHÉTISÉS EN LABORATOIRE DU GROUPE DE RECHERCHE, SONT FORMULARIAN. DANS LE CAS DU RÉACTEUR PEM, LES CATALYSEURS SERONT CONSIDÉRÉS COMME FACILITANT LA RECOMMANDATION DES PROTONS TRANSFÉRÉS ET DES CATALYSEURS D’HYDROGÉNATION AVEC LESQUELS CES PROTONS PEUVENT HYDROGÉNER DES MOLÉCULES POUR DONNER L’ORIGINE À D’AUTRES À PLUS FORTE VALEUR AJOUTÉE OU AVEC LESQUELS STOCKER CHIMIQUEMENT L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE. LE NOUVEAU CONCEPT PERMETTRAIT D’UTILISER LES SYSTÈMES PEM COMME RÉACTEUR CATALITIQUE EN UTILISANT L’HYDROGÈNE PRODUIT IN SITU PAR REFORMAGE ÉLECTROCHIMIQUE DANS DES PROCESSUS D’HYDROGÉNATION EN CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT EN DOUCEUR. EN OUTRE, LE DÉVELOPPEMENT ACTUEL DE SYSTÈMES PEM EN FORME DE PILE REND POSSIBLE UNE SIMPLE MISE À L’ÉCHELLE DU PROCESSUS PROPOSÉ. SIMULTANÉMENT, L’OUTIL HYSYS (ASPENTECH) SERA SIMULÉ ET LE PROCESSUS DE REFORMAGE ÉLECTROCHIMIQUE DE L’ALCOOL SERA ÉVALUÉ ÉNERGÉTIQUEMENT ET EXERGÉTIQUEMENT, PERMETTANT LA CONCEPTION DES ALCOOLS À L’ÉCHELLE INDUSTRIELLE, SON OPTIMISATION ET UNE COMPARAISON AVEC LES PROCESSUS CLASSIQUES DE REFORMAGE DE L’ALCOOL. LA PARTICIPATION DES ENTREPRISES SOUTENANT CETTE PROPOSITION EST INDISPENSABLE POUR ÉTABLIR LA VIABILITÉ TECHNOLOGIQUE DU PROCÉDÉ PROPOSÉ, TANT DU POINT DE VUE DU VOLUME D’ALCOOLS À TRAITER QUE DES POSSIBILITÉS DE PRODUIRE DES QUANTITÉS SUFFISANTES DE NANOSTRUCTURES DE CARBONE POUR FORMER DES RÉACTEURS INDUSTRIELS. EN OUTRE, IL Y A LA PARTICIPATION DE CHERCHEURS D’IRCELYON FRANCES. (French)
2 December 2021
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HEUTE WIRD DER GROSSTEIL DES WASSERSTOFFS DURCH UMWANDLUNG VON FESTEN, FLÜSSIGEN UND GASFÖRMIGEN BRENNSTOFFEN GEWONNEN. DIESE ART VON PROZESS ERFORDERT HOHE BETRIEBSTEMPERATUREN UND ZUSÄTZLICHE PHASEN DER REINIGUNG DES ERZEUGTEN WASSERSTOFFS, DIE DEN ENDPREIS DAFÜR DEUTLICH ERHÖHEN. UNTER DEN VERSCHIEDENEN VERFAHREN, DIE KÜRZLICH FÜR DIE HERSTELLUNG DIESES WICHTIGEN ENERGETISCHEN VEKTORS VORGESCHLAGEN WURDEN, SOLLTEN WIR JENE DER ELEKTROCHEMISCHEN REFORMIERUNG VON ALKOHOLEN HERVORHEBEN, MIT DENEN DIE DIREKTE PRODUKTION VON H2 VON HOHER REINHEIT ERREICHT WIRD. IM VERGLEICH ZU HERKÖMMLICHEN KALITISCHEN PROZESSEN HAT DIESES VERFAHREN DEN VORTEIL, H2 IN DER GLEICHEN REAKTIONSPHASE HERZUSTELLEN UND ZU TRENNEN, UND ERFORDERT VIEL GLATTERE BETRIEBSBEDINGUNGEN (80-90 °C, 1 ATM). DER ERZEUGTE WASSERSTOFF KANN WIEDER IN ENERGIE UMGEWANDELT WERDEN, DIE JE NACH BEDARF ALS ERGÄNZUNG ZU NICHT-STATIONÄREN ERNEUERBAREN ENERGIEERZEUGUNGSSYSTEMEN DIENEN KANN. DIESE ART VON PROZESS BESTEHT IN DER VERWENDUNG EINES ELEKTROCHEMISCHEN POLYMERICA-MEMBRANREAKTORS (PEM), IN DEM DIE FÜTTERUNG DURCH ALKOHOL-WASSER-GEMISCH GEBILDET WIRD. DIE ELEKTROOXIDATION VON ALKOHOL UND DIE BILDUNG VON PROTONEN, DIE DURCH DIE POLYMERICA-MEMBRAN ZUR KATHODE TRANSPORTIERT WÜRDEN, WO SIE ZU WASSERSTOFF REKOMBINIERT WERDEN, WÜRDEN IN DER PEM-ZELLANODE DURCHGEFÜHRT. _x000D_ in diesem Projekt werden behandelt, um nach Aspektos der wissenschaftlich-technologischen Interessen von Alkoholen elektrochemische Sanierungsprozesse zu suchen, um HYDROGEN zu produzieren und in Prozessen von HYDROGENING MIT MAYOR VALUE PRODUCTS zu verwenden. VERSCHIEDENE ANODISCHE KATALYSATOREN, DIE ZUR BEHANDLUNG VORHANDENER ALKOHOLISCHER STRÖME GEEIGNET SIND, WIE SIE VON ABENGOA ERZEUGT UND GELIEFERT WERDEN UND AUF KOHLENSTOFF-NANOSTRUKTUREN GESTÜTZT WERDEN, OB FUNKTIONALISIERT ODER NICHT, VON GRAPHENANO GELIEFERT UND METALL PEROVSKITAS IM LABOR DER FORSCHUNGSGRUPPE SYNTHETISIERT, SIND FORMULARIAN. IM FALLE DES PEM-REAKTORS WIRD DAVON AUSGEGANGEN, DASS KATALYSATOREN DIE EMPFEHLUNG DER ÜBERTRAGENEN PROTONEN UND HYDRIERUNGSKATALYSATOREN ERLEICHTERN, MIT DENEN ERREICHT WERDEN KANN, DASS DIESE PROTONEN MOLEKÜLE HYDRIEREN KÖNNEN, UM ANDEREN EINEN HÖHEREN MEHRWERT ZU VERLEIHEN ODER MIT DENEN DIE ELEKTRISCHE ENERGIE CHEMISCH GESPEICHERT WERDEN KANN. DAS NEUE KONZEPT WÜRDE DIE VERWENDUNG VON PEM-SYSTEMEN ALS KATALYSATOR ERMÖGLICHEN, INDEM DER IN-SITU ERZEUGTE WASSERSTOFF DURCH ELEKTROCHEMISCHE REFORMIERUNG IN HYDRIERUNGSPROZESSEN UNTER REIBUNGSLOSEN BETRIEBSBEDINGUNGEN VERWENDET WIRD. DARÜBER HINAUS MACHT DIE AKTUELLE ENTWICKLUNG VON STAPELFÖRMIGEN PEM-SYSTEMEN EINE EINFACHE SKALIERUNG DES VORGESCHLAGENEN PROZESSES MÖGLICH. GLEICHZEITIG WIRD DAS WERKZEUG HYSYS (ASPENTECH) SIMULIERT UND DER PROZESS DER ELEKTROCHEMISCHEN ALKOHOLREFORM WIRD ENERGETISCH UND EXERGETICATLY BEWERTET, SO DASS DAS DESIGN DER ALKOHOLE IM INDUSTRIELLEN MASSSTAB, SEINE OPTIMIERUNG UND EIN VERGLEICH MIT DEN KLASSISCHEN PROZESSEN DER ALKOHOLREFORM ERMÖGLICHT WERDEN. DIE BETEILIGUNG DER UNTERNEHMEN, DIE DIESEN VORSCHLAG UNTERSTÜTZEN, IST UNERLÄSSLICH, UM DIE TECHNOLOGISCHE LEBENSFÄHIGKEIT DES VORGESCHLAGENEN VERFAHRENS SOWOHL IM HINBLICK AUF DAS VOLUMEN DER ZU BEHANDELNDEN ALKOHOLE ALS AUCH DIE MÖGLICHKEITEN DER HERSTELLUNG AUSREICHENDER MENGEN AN KOHLENSTOFF-NANOSTRUKTUREN ZUR BILDUNG VON INDUSTRIEREAKTOREN ZU ERMITTELN. DARÜBER HINAUS GIBT ES DIE TEILNAHME VON FORSCHERN VON IRCELYON FRANCES. (German)
9 December 2021
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Ciudad Real
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Identifiers
CTQ2013-45030-R
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