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.
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 revoluciónen 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",
continuó.
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. (Télam)
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