Un equipo de
científicos del Conicet descubrió una familia de materiales
compuestos que permiten maximizar el aprovechamiento de la energía
solar para transformarla en química o eléctrica, un trabajo que
generó sorpresa en la comunidad científica internacional.
por Martiniano Nemirovsci
El grupo
compuesto por el doctor en física Eugenio Otal y los doctores en
química Manuela Kim e Ismael Fabregas, del Instituto de
Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (Citedef),
trabajó durante un año sobre materiales denominados MOFs (del
inglés Metal Organic Frameworks) hasta desarrollar fotocatalizadores
que permiten realizar sobre estos un proceso similar a la
fotosíntesis que generan las plantas para obtener sus nutrientes.
"Los MOFs
que desarrollamos son fotocatalizadores, es decir, agregamos una
antena que capta la luz solar y permite transformar su energía en
energía química, como las plantas que realizan fotosíntesis para
generar sus nutrientes", explicó Otal en diálogo con Télam.
"A
diferencia de los fotocatalizadores conocidos, como el dióxido de
titanio, que solo absorben la luz ultravioleta, los que desarrollamos
absorben además toda la luz visible, esto significa pasar de
absorber el 4 % al 43 % de la luz del sol, haciéndolos potencialmente
más eficientes", detalló el científico de 38 años.
Los MOFs, según
explicó Otal, son "una nueva familia de materiales que unen
propiedades de las nanopartículas inorgánicas y los polímeros
orgánicos de manera sinérgica", lo que permite generar
compuestos con las propiedades deseadas "simplemente combinando
bloques de construcción".
Esto da la
posibilidad de "sintetizar nanopartículas, manipularlas con
precisión superior a los métodos actuales, ordenarlas, agregar
funciones orgánicas y lo más importante, producirlas a gran escala
para aplicaciones tecnológicas que provean a un mercado de consumo".
De todas maneras,
la nanotecnología no puede satisfacer las demandas para la
producción masiva de bienes de consumo excepto en casos muy
puntuales, por lo que "para pasar de una revolución en áreas
académicas a una en áreas productivas, como lo fue la revolución
en la industria automotor o textil, se debe poder sintetizar y
manipular nano-objetos a escalas de producción".
Los resultados
del trabajo de este equipo -de Conicet, RPIDFA y UTN, con lugar de
trabajo en Unidef- fueron publicados en mayo en la contratapa de la
renombrada revista científica Chemical Communications, de la Real
Sociedad Química del Reino Unido, que publica resultados de alto
impacto en todas las áreas de la química.
"Al editor
(el resultado de la investigación) le sorprendió", comentó
Otal al contextualizar el valor del descubrimiento, y señaló que "a
nivel país no hay mucho trabajo en esto".
El físico
recordó que la investigación surgió después de que le llegara un
paper "en el que se destacaba una potencialidad superior a los
materiales convencionales, y unimos el concepto de celdas
decolorantes con el de los MOF".
Si bien existen
ejemplos académicos de celdas solares -a escala laboratorio- que
utilizan materiales MOFs, "los desarrollados en nuestro
laboratorio cuentan con la ventaja de absorber toda la luz visible
proveniente del sol", explicó Otal.
"Por otro
lado, el escalado de la producción de los MOFs desarrollados en
nuestro grupo es factible y también su utilización en celdas
solares, con un mínimo de inversión. Después de este paso, la
tecnología es directamente transferible a la sociedad",
cotinuó.
Además del mayor
aprovechamiento de la energía solar, entre las ventajas de utilizar
estos materiales está el bajo costo de las materias primas que se
utilizan y la de una vida útil más extensa.
"Muchas de
los materiales orgánicos desarrollados en los últimos años tienen
problemas de estabilidad con la humedad, esto reduce los tiempos de
vida útil a alrededor de 1.000 horas, lo que equivale a unos pocos
meses de uso. Nuestros materiales se preparan en agua, por lo que la
humedad no es un problema", indicó el científico.
También está la
ventaja de desarrollar tecnologías verdes, al obtener energía sin
la quema de combustibles fósiles o la descontaminación de agua.
En la
investigación colaboraron además Juan Hinestroza, de la Universidad
de Cornell (Estados Unidos); Mauricio Calvo, del Instituto de Ciencia
de Materiales de Sevilla (España); Lassi Karvonen, del Instituto
Federal Suizo de Materiales; y Cesar Sierra de la Universidad
Nacional de Colombia.
Fuente:
Martiniano Nemirovsci, Argentinos hallan materiales que absorben el 43% de luz solar en lugar del 4% actual, 19/06/16, Télam. Consultado 23/06/16.
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