Con un innovador proyecto liderado por el académico de la Universidad de La Serena, Dr. Carlos Rodríguez, se busca generar energía limpia en condiciones de baja radiación solar, utilizando nanomateriales de distintos compuestos.
Las tecnologías avanzan inexorablemente transformando la manera en que las personas viven y en medio de tanta innovación, surgen las iniciativas en nanotecnología, rama de la ciencia y la ingeniería que trabaja con la manipulación de la materia a escala nanométrica, es decir, a una escala muy pequeña, ya que un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro.
A ese nivel los materiales pueden comportarse de manera diferente a como lo hacen a escala normal, por ejemplo, pueden volverse más resistentes, conductores o reactivos, lo que permite crear soluciones innovadoras.
Con respecto a esto, el académico del Departamento de Química de la Universidad de La Serena, Dr. Carlos Rodríguez dio a conocer que está liderando un proyecto de investigación llamado “Nuevos Fotoánodos basados en bismuto para ser utilizado en celdas solares sensibilizadas por colorantes”, el que está trabajando junto a la académica de la Universidad de Concepción, Claudia Carrasco, y la académica de la Universidad de Zaragoza, Belén Villacampa.
Este proyecto es financiado por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), el cual ya se encuentra en el tercer año de sus cuatro años de ejecución.
“En esta iniciativa trabajamos con materiales a escala nanométrica, para la investigación de la utilización del compuesto de oxicloruro de bismuto en celdas solares, ya que es un material semiconductor de color blanco, sensible a la radiación solar y que podemos colorear mediante diferentes compuestos químicos, los que pueden ser sintéticos o naturales, modificando sus funcionalidades”, detalló
El experto también puntualizó que “los compuestos naturales pueden ser colorantes de frutas o verduras y los sintéticos son compuestos químicos sintetizados en laboratorios, siguiendo diversos estándares de fabricación”.
Según el investigador, el oxicloruro de bismuto comúnmente se usa para romper moléculas de contaminantes presentes en aguas, como colorantes, compuestos fenólicos y compuestos antibióticos, pero con este proyecto el investigador de USerena busca darle un nuevo uso.
“En el marco de la investigación estamos fabricando celdas solares fotovoltaicas, las que se basan en el uso del oxicloruro de bismuto en polvo, el que posteriormente es sensibilizado con moléculas químicas de color, ya que cuando este material adquiere color, es capaz de generar una corriente eléctrica en presencia de la luz solar visible, procedimiento que estamos testeando por primera vez a nivel mundial, en nuestro laboratorio con un simulador solar de estándar internacional”, aseguró.
El Dr. Rodríguez también remarcó que “lo llamativo es que este tipo de celdas solares funcionan más eficientemente en climas con poca radiación directa e incluso dentro de casa, a diferencia de las celdas de un panel solar comercial, que en un día nublado producirán muy poca energía”.
“”Estas celdas funcionan incluso mejor con radiación difusa como la que predomina en los días nublados. Los índices que hemos obtenido hasta ahora son muy buenos, lo que es favorable considerando que este tiende a ser el clima predominante en la región, sobre todo en la costa”, recalcó.
El especialista también indicó que “en este proyecto apuntamos a la sustentabilidad, ya que aprovechamos la radiación difusa de los climas nublados y utilizamos materiales que no son tóxicos, con colorantes estables y asequibles, simples de fabricar y con poca generación de residuos, evitando usar metales pesados”.
“La radiación solar contiene rayos X, ultravioleta, infrarrojos y gamma, pero la mayor potencia del espectro solar se encuentra en el rango visible, es decir en la radiación con color, por eso trabajamos con colorantes, que son compuestos capaces de absorber este tipo de radiación solar”, precisó.
Además de esto, el Dr. Rodríguez destacó que durante este proyecto “hemos obtenido valores de tensión de voltaje muy altos, llegando a superar los 650 milivoltios, resultados que son competitivos a nivel internacional si los comparamos con las celdas de titanio y las celdas de dióxido de titanio, las que pueden tener 750 milivoltios”.
Trabajando con nanomateriales
Ahondando en esto, el investigador sostuvo que “en este proyecto trabajamos con partículas con un espesor de 10-20 nanómetros en forma de hojuelas de maíz con un espesor muy delgado, lo que hace que aumenten sus capacidades en comparación a cuando el material crece a un sólido de mayor tamaño”.
Sobre esto, el Dr. Rodríguez explicó que “trabajar a nanoescala puede favorecer que el material absorba más luz de lo que haría si estuviese en un tamaño mucho más grande, ya que las propiedades internas de los materiales cambian cuando se hacen más pequeños y se potencian sus capacidades. Por ejemplo, hay fenómenos físicos que sólo se observan cuando la escala de la longitud de la onda de la radiación es comparable a la escala del material, ya que se producen fenómenos cuánticos”.
Fuente: U. Serena.