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El ITQ desarrolla su investigación en los siguientes campos:
Materiales laminares, deslaminados y pilareados.
Materiales mesoporosos,mesoestructurados y orgánicos-inorgánicos.
Materiales microporosos y catálisis con centros aislados.
Nanomateriales.
Química fina.
Oxidación selectiva de hidrocarburos.
Pilas de combustibles y almacenamiento de hidrógeno
Procesos catalíticos con catalizadores ácido/base bifuncionales.
Síntesis de hidrocarburos a partir de gas natural y de síntesis.
Procesos catalíticos de eliminación de contaminantes.
Catálisis computacional.
Catálisis combinatoria.
Energías renovables: aprovechamiento luz solar; transformación biomasa; producción y almacenamiento hidrógeno.
Fotoquímica, procesos fotoquímicos y fotobiología.
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