L'UJI participa en un projecte europeu de nanotecnologia per a dissenyar materials fotovoltaics menys tòxics
L'Institut Universitari d'Investigació de Materials Avançats de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) ha participat en el projecte europeu Sunflower, l'objectiu del qual ha sigut el desenvolupament de materials orgànics fotovoltaics menys tòxics i viables per a la producció industrial. Un consorci format per 17 institucions, tant de recerca com empresarials, ha dut a terme aquest projecte europeu de l'àmbit de la nanotecnologia durant quatre anys i amb un pressupost global de 14,2 milions d'euros, amb un finançament de 10,1 milions del Setè Programa Marc de la Comissió Europea.
Els investigadors integrats en Sunflower han realitzat diversos estudis, entre els més reeixits dels quals hi ha el disseny d'una cèl·lula fotovoltaica orgànica que es pot imprimir i, en conseqüència, presenta una gran versatilitat. En definitiva, «es pot assegurar que gràcies a aquests treballs s'ha avançat en la consecució de cèl·lules solars de bon rendiment, baix cost i característiques arquitectòniques molt interessants», assegura el director de l'Institut Universitari d'Investigació de Materials Avançats (INAM), Juan Bisquert.
Els objectius de Sunflower eren molt ambiciosos, segons l'investigador del Departament de Física integrat en l'INAM Antonio Guerrero, ja que es pretenia «no solament millorar l'estabilitat i eficiència dels materials fotovoltaics, sinó també reduir els seus costos de producció». De fet, segons Guerrero, «s'han millorat els processos per a fer el salt del laboratori a l'escala industrial perquè, entre altres, s'han fet servir dissolvents no halogenats que són compatibles amb els mètodes de producció industrial i que redueixen considerablement la càrrega tòxica dels halogenats».
«La implicació del nostre institut en aquests projectes és de gran interès perquè una de les nostres línies prioritàries de recerca són els nous materials per a desenvolupar les energies renovables», apunta Bisquert, també catedràtic de Física Aplicada. A més, aquests consorcis impliquen el treball en comú de l'acadèmia i la indústria. En conseqüència, afegeix l'investigador, «s'afavoreix la transferència de coneixement a la societat i, en aquest cas, demostrem que materials orgànics investigats durant vint anys estan ja a prop d'esdevenir tecnologies viables».
CANVI D'ÚS DELS MATERIALS PLÀSTICS
La participació dels investigadors de l'UJI en Sunflower s'ha centrat a «millorar l'aspecte de reactivitat química dels materials o la compatibilitat estructural», assenyala el catedràtic de Física Aplicada i membre de l'INAM Germà Garcia. «Hem treballat per a passar dels conceptes de l'electrònica inorgànica en cèl·lules fotovoltaiques a la part de l'electrònica orgànica», afegeix. Els investigadors volien aprofitar les facultats d'absorció i conducció de materials plàstics i comprovar la seua capacitat de producció solar, un ús poc habitual perquè normalment s'utilitzen com a aïllants elèctrics.
Als laboratoris de l'UJI s'han estudiat els materials orgànics, uns dispositius molt complexos perquè tenen fins a vuit capes nanomètriques. «Hem fet mesures elèctriques avançades per a veure on es trobaven les pèrdues energètiques i, d'aquesta manera, poder informar els productors de materials i dispositius a fi de millorar l'estabilitat i eficàcia de les cèl·lules solars», explica Guerrero.
ENERGIA SOLAR EN OBJECTES QUOTIDIANS
«Les possibles aplicacions de la tecnologia fotovoltaica orgànica (OPV) són nombroses, des de dispositius electrònics mòbils dels consumidors fins a l'arquitectura», subratlla el coordinador del projecte gestionat pel Centre Suís d'Electrònica i Microtecnologia (CSEM), Giovanni Nisato. «Gràcies als resultats que hem obtingut, la fotovoltaica orgànica impresa es convertirà en part de la nostra vida quotidiana, i ens permetrà utilitzar l'energia renovable i respectuosa amb el medi ambient i amb un impacte positiu en la nostra qualitat de vida», segons Nisato.
El projecte europeu Sunflower s'ha desenvolupat durant 48 mesos amb l'objectiu principal d'estendre la vida útil i el cost-rendiment de la tecnologia fotovoltaica orgànica per mitjà d'un millor control de procés i la comprensió dels materials. A més, en opinió dels seus responsables, els resultats d'aquesta recerca podrien duplicar la quota de les energies renovables a la seua matriu energètica, del 14% el 2012 al 27-30% per a l'any 2030. De fet, Sunflower ha facilitat l'avanç cap a un augment significatiu en l'ús de l'energia solar incorporat en objectes d'ús quotidià.
El consorci Sunflower consta de 17 socis de tot Europa: CSEM (Suïssa), DuPont Teijin Films UK Ltd (Regne Unit), Amcor Flexibles Kreuzlingen AG (Suïssa), Agfa-Gevaert NV (Bèlgica), Fluxim AG (Suïssa), Universitat d'Anvers (Bèlgica), SAES Getters SPA (Itàlia), Consiglio Nazionale delle Ricerche-ISMN-Bologna (Itàlia), Hochschule für Life Sciences FHNW (Suïssa), Chalmers Tekniska Hoegskola AB (Suècia), Institut Fraunhofer zur Foerderung der Angewandten Forschung E.V. (Alemanya), Linköpings Universitet (Suècia), Universitat Jaume I de Castelló (Espanya), Genes'Ink (França), Centre Nacional d'Investigació Científica (França), Belectric OPV GmbH (Alemanya), i Merck KGaA (Alemanya).
Per la seua banda, les línies fonamentals d'investigació de l'INAM són els nous tipus de materials per a fer dispositius d'energies netes, cèl·lules solars basades en compostos de baix cost com ara la perovskita i altres orgànics. D'altra banda, s'hi estudia la producció de combustibles a partir de llum solar, trencant les molècules d'aigua i produint hidrogen i altres materials catalítics, en el vessant més químic, tots de gran importància en el context de la recerca internacional.
