La Universitat Jaume I y la Universitat de València participan en un consorcio europeo que está desarrollando nuevos nanomateriales aplicados al ámbito de la energía.
Diecisiete socios de ocho países europeos trabajan en Orion (Ordered inorganic-organic hybrids using ionic liquids for emerging applications), financiado por el Séptimo Programa Marco de la UE. Coordinado por CIDETEC (Centro de Tecnologías Electroquímicas) del País Vasco, el proyecto persigue estudiar posibles combinaciones de materiales orgánicos e inorgánicos destinados a ofrecer mejores paneles solares fotovoltaicos y pilas que almacenen energía de manera más eficiente.
Según el investigador principal del equipo de la UJI, el catedrático de Física Aplicada Germà García Belmonte, los materiales orgánicos e inorgánicos por separado presentan importantes limitaciones. "Por ejemplo, los materiales inorgánicos como los óxidos son muy robustos pero su procesamiento es complicado. En cambio, los orgánicos como los plásticos resultan más maleables con lo cual trabajar con ellos es más sencillo pero plantean el problema de su alta reactividad en el ambiente, es decir, se degradan con facilidad", explica el investigador.
Por tanto, el objetivo del consorcio de Orion es desarrollar un material híbrido que conjugue las mejores propiedades de ambos. Se trata de un proyecto de cuatro años de duración que se inició a finales de 2009 y actualmente los socios se encuentran diseñando las estructuras del nuevo material. "Las propiedades de cada material se conocen sobradamente, sin embargo, el reto reside en encontrar los sistemas de procesamiento combinado más adecuados". En definitiva, buscan un proceso que sean lo suficientemente robusto como para que se adhiera una capa de polímero a otro de óxido, por ejemplo.
Tras el estudio de materiales y de modos de procesamiento, el proyecto contempla trasladar los resultados a dos aplicaciones concretas: células solares híbridas y configuraciones especiales de baterías. El objetivo es, por un lado, conseguir que las células solares alcancen un nivel de eficiencia más alto del que ofrecen actualmente y, por otro, aumentar la capacidad de almacenar energía de las pilas convencionales.
El problema de las baterías
Con respecto a las pilas, el principal inconveniente es su degradación pasados unos años y esto es causado por fallos en su ciclabilidad. La batería de un teléfono móvil por ejemplo, ha de acumular energía para después consumirla. Eso supone ciclos periódicos de inserción y extracción de carga y todos hemos comprobado cómo eventualmente empieza a fallar. Por ello, los expertos de ORION trabajan para que ese ciclo de carga y descarga sea más rápido y estable durante más tiempo.
En cuanto a las células solares, hay mucho interés en encontrar una tecnología fotovoltaica más barata que el silicio, las llamadas células de bajo coste. "Fabricar paneles solares de silicio resulta muy caro desde el punto de vista energético porque se ha de conseguir un material muy puro. Por eso, durante los últimos quince años se han venido estudiando tecnologías fotovoltaicas que permitan un procesamiento de materiales más sencillo con el fin de fabricar células solares de manera fácil y barata. Para ello se está empleando la inyección de tinta y otros sistemas de depósito de material. Nosotros trabajamos para que el resultado sea además estable y duradero en el tiempo", explica García Belmonte.
El grupo de investigación Dispositivos Fotovoltaicos y Optoelectrónicos de la UJI (http://www.elp.uji.es/) se centra en la parte teórica de dicho proyecto, «concretamente en la modelización de las células solares y la caracterización eléctrica, esto es calcular los parámetros de funcionamiento de la célula, a partir de las configuraciones que producen los demás socios del consorcio. Por otra parte, nos dedicaremos al proceso de fabricación de células mediante el ensamblaje de las capas», apunta el investigador.
Los socios académicos construyen las muestras de laboratorio que consiste en la tecnología a pequeña escala. Los socios industriales, por su parte, desarrollarán demostradores a escala real a partir de estas investigaciones. Se espera que una vez concluido el proyecto, dichos socios diseñen el producto final y la maquinaria para producirlo a escala industrial y finalmente se encargarán de comercializar la nueva tecnología.
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