Boletín
Nº 192 - noviembre - diciembre 2018
Nuevos materiales y técnicas para
obtener energías limpias
Por Felipe Sánchez
Banda
Saltillo, Coahuila.
26 de noviembre de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).-
Celdas solares, oleds, peleds,
catalizadores, componentes potenciales de autos eléctricos son algunas de las
aplicaciones que pueden tener los materiales especializados para energías
limpias que actualmente desarrollan investigadores del Centro de Investigación
en Química Aplicada (CIQA).
Mediante la Cátedra Conacyt
Fortalecimiento del grupo de trabajo para el desarrollo de proyectos en la
Unidad Monterrey del CIQA, los especialistas de esta institución trabajan en la
generación de materiales, procesos y técnicas para la obtención de energías
sustentables.
Con el desarrollo de estos materiales avanzados, los
especialistas del CIQA buscan contribuir a la fabricación de dispositivos para
la generación de energías limpias, en un mundo cada vez más contaminado por la
obtención de energía a través de métodos tradicionales.
El doctor Arián Espinosa Roa, catedrático Conacyt adscrito al
CIQA, unidad Monterrey, explica en entrevista la importancia de estos
materiales, sus aplicaciones y el potencial que existe en México para el
desarrollo de esta tecnología y colocar a México a la vanguardia de las
energías renovables.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿A qué nos referimos con materiales,
procesos y técnicas para la obtención de energías limpias?
Arián Espinosa Roa (AER): Tendríamos que
empezar diciendo que es el desarrollo de materiales orientado a la obtención de
dispositivos relacionados con las energías limpias, en particular, hablaríamos
del diseño del material, del estudio de algunas características planeándolas a
través de métodos teóricos, la síntesis, su caracterización y la aplicación en
dispositivos.
AIC: ¿En qué
consiste el proyecto que está trabajando dentro de esta cátedra Conacyt?
AER: Básicamente
la cátedra está dividida en tres y la parte que me compete es la de energías
limpias, en este proyecto estoy trabajando en la obtención de materiales que
sean aplicables a celdas solares de última generación, ya sea a través de
polímeros, moléculas o de algunos materiales híbridos que puedan funcionar
dentro de este tipo de dispositivos que tienen gran importancia a nivel
mundial.
AIC: ¿Por qué es
importante el desarrollo de estas técnicas o materiales para energías limpias?
AER: Es
importante porque actualmente estamos viviendo en un mundo que cada vez se
contamina más por los métodos tradicionales de obtención de energía, creemos
que la solución se encuentra en el sol que, en nuestra escala de tiempo, es
inagotable. Obtener energía a través de esta fuente suena lógico. Tenemos que
buscar nuevos materiales, nuevos métodos para obtener dispositivos más
eficientes que puedan permitirnos captar la mayor cantidad de energía, a través
de las fuentes solares.
Una gran cantidad de la energía producida es usada en
iluminación. Si nosotros hacemos más eficientes las fuentes de iluminación,
generamos menor pérdida de energía o menor consumo, por lo tanto, también hay
que mejorar estos dispositivos, luces leds, para que sean cada vez más
eficientes. La cátedra trata básicamente sobre esto, atacar estas dos partes,
porque están muy relacionadas, materiales para celdas solares y leds.
AIC: ¿Trabajan
otros temas dentro de las energías limpias?
AER: A la par de
lo que son los materiales para celdas solares, también trabajamos en el
desarrollo de materiales orgánicos para oleds o peleds, y también el desarrollo de catalizadores organometálicos para la obtención de polímeros con
aplicaciones optoelectrónicas.
AIC: ¿En qué
sectores se puede aplicar estos desarrollos?
AER: Básicamente
el interés es poder aplicarlo directamente en una empresa de base tecnológica,
que podría generar este tipo de celdas solares en el país, para llegar a un
punto competitivo en el desarrollo de este tipo de tecnología.
Buscamos aplicarlo también en un futuro en autos eléctricos,
precisamente por el peso de los dispositivos generados por estos materiales,
que se proyecta sea menor a los que se encuentran actualmente disponibles.
Los catalizadores los utilizamos para tratar de mejorar
algunas rutas sintéticas para la obtención de este tipo de materiales que
serían polímeros o moléculas conjugadas, que tienen la propiedad de absorber o
emitir luz, en dado caso, para generar dispositivos optoelectrónicos
como oleds o celdas solares orgánicas, que tienen la
propiedad de ser flexibles en algunos casos.
AIC: ¿Qué
resultados han obtenido hasta el momento?
AER: Hasta
el momento hemos desarrollado una familia de materiales, una serie de líquidos
iónicos que sirven como cationes para perovskitas 2D,
de algunos centros metálicos, y estamos trabajando en la caracterización y,
posteriormente, empezaremos a integrarlos en los dispositivos fotovoltaicos
para evaluar el incremento en su estabilidad y que, con ello, el funcionamiento
del dispositivo sea prolongado.
AIC: ¿En cuánto
tiempo se harán estas pruebas?
AER: Esperamos tener a finales de este año resultados que sean
publicables y empezar a probar los materiales sintetizados en la generación de
los dispositivos.
Para los peleds, empezaremos el
siguiente año. Desarrollamos algunas moléculas que tienen la peculiaridad de
funcionar en el material híbrido de dos formas, tanto para emitir fotones como
absorberlos, es decir, modulamos las características de dichos materiales con
pequeños cambios estructurales, ampliando sus funciones.
AIC: ¿Cuál es el
futuro del proyecto de energía limpia dentro de la cátedra?
AER: En un mediano
plazo nos interesa poder generar prototipos de una celda solar, también
desarrollar un método en el cual pudiéramos obtener este tipo de celdas a
través de un sistema de impresión, ya sea mediante una impresora diseñada para
tal fin o por la modificación de alguna tecnología comercialmente disponible.
Esto con el fin de generar este tipo de dispositivos de forma fácil y rentable.
AIC: ¿Qué
beneficios habrá con el desarrollo de estas nuevas tecnologías de energía?
AER: Básicamente poder
generar nuestras propias celdas solares nos pondría en el mapa a nivel mundial
en cuanto al desarrollo de tecnología fotovoltaica, porque desafortunadamente,
en la actualidad, todas las celdas solares instaladas en México son importadas
y necesitamos tener la posibilidad de producirlas.
Quizás las
celdas de silicio ya no son una opción porque mercados como China han reducido
tanto los costos en su producción, que no sería competitivo ni rentable para
nosotros tratar de producirlas aquí. Pero quizás con estos materiales que
sirven para las celdas solares de última generación podría ser posible, ya que
el procesamiento en solución puede permitir imprimir las capas del dispositivo,
lo cual se traduce en la enorme reducción de los costos asociados a la producción.
Todavía estamos en una etapa en la cual podemos desarrollar nuestra propia
propuesta fotovoltaica y que, en un futuro cercano, alguna empresa de base
tecnológica se interese en este tipo de materiales y produzca las celdas
solares de última generación en el país.