Un grupo de químicos diseña métodos ecológicos de conversión de energía solar a eléctrica

  • En Río Cuarto, el doctor José Natera, junto a un grupo de investigadores del departamento de Química de la Facultad de Ciencias Exactas, diseñó nuevos materiales y dispositivos para convertir la energía solar en energía eléctrica. Se trata de celdas orgánicas que tienen un muy bajo costo de fabricación y no contaminan el medio ambiente, a diferencia de las celdas de silicio, que son las que se emplean mayormente para llevar a cabo la conversión de energía.

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El objetivo de la investigación reside en la búsqueda de nuevos métodos de conversión de la energía solar en energía eléctrica. Para esto, los especialistas utilizan celdas solares orgánicas, es decir, sensibilizadas por colorantes y que no causan daños en el medio ambiente. Estas celdas producen electricidad mediante un principio foto-electro-químico, que cambia la energía luminosa en energía eléctrica.

Según explicó el doctor José Natera, la mayoría de los dispositivos que se emplean para la transformación de energía contienen celdas solares de silicio, que son inorgánicas y para cuya fabricación se requiere la utilización de solventes tóxicos. Además, requieren de procesos de producción muy costosos y es por esto que en los últimos años, adquirieron mayor trascendencia las investigaciones vinculadas a la utilización de celdas solares orgánicas que no perjudican al equilibrio del medio ambiente.

En 1991, se creó la primera celda sensibilizada por colorantes orgánicos, con una eficiencia de conversión de energía del 10%. Fue inventada por Michael Graetzel en la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza, y fue construida con materiales de bajo costo a partir de un proceso de fabricación muy simple. El desafío de este estudio era lograr el diseño y armado de una celda propia y para esto, el grupo de investigadores locales trabajó sobre distintos aspectos referidos al diseño y conformación de la celda, hasta que logró como resultado una celda con un 7,5% de eficiencia.

Para Natera, esto implica un gran avance ya que no hay registro en nuestro país de algún grupo de investigación que haya logrado ese porcentaje de eficiencia. “En el mundo, sólo un grupo reportó el 10%”, destacó el químico y señaló que hay que seguir investigando porque todavía no se ha podido igualar el porcentaje de eficiencia del 15 al 20% que tienen las celdas de silicio inorgánicas.

Electrocromismo

Otro de los aspectos que abordó la investigación fue el del electrocromismo, es decir, la propiedad que poseen algunas especies químicas para el cambio de color de forma reversible cuando se les aplica una diferencia de carga eléctrica. “Un ejemplo son las ventanas inteligentes, que cambian de color según el potencial aplicado o la intensidad de iluminación”, explicó el científico.

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El grupo de investigadores locales desarrolló dos polímeros diferentes que cambian de color de acuerdo al voltaje que se les aplica. Uno, permite el paso de transparente a amarillo y de amarillo a verde, mientras que el otro permite la conversión de transparente a naranja y de naranja a azul, los que pueden ser aplicados para dispositivos electrocrómicos.

Estos estudios se realizaron en el marco de la tesis titulada “Investigación y desarrollo de sistemas y dispositivos optoelectrónicos orgánicos” del doctor José Natera, dirigido por los doctores Luis Otero y Fernando Fungo, del departamento de Química de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de Río Cuarto.

 

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