Proyecto europeo Sunflower de nanotecnología

Por • 9 Feb, 2017 • Sección: Destacada

El Instituto Universitario de Investigación de Materiales Avanzados de la Universidad Jaume I de Castellón (UJI) ha participado en el proyecto europeo Sunflower, el objetivo ha sido el desarrollo de materiales orgánicos fotovoltaicos menos tóxicos y viables para la producción industrial. Un consorcio formado por 17 instituciones, tanto de investigación como empresariales, ha llevado a cabo este proyecto europeo del ámbito de la nanotecnología durante cuatro años y con un presupuesto global de 14,2 millones de euros, con una financiación de 10,1 millones del Séptimo Programa Marco de la Comisión Europea.

Los investigadores integrados en Sunflower han realizado varios estudios, entre los más exitosos de los que está el diseño de una célula fotovoltaica orgánica que se puede imprimir y, en consecuencia, presenta una gran versatilidad. En definitiva, «se puede asegurar que gracias a estos trabajos se ha avanzado en la consecución de células solares de buen rendimiento, bajo coste y características arquitectónicas muy interesantes», asegura el director del Instituto Universitario de Investigación de Materiales avanzados (INAM), Juan Bisquert.

Los objetivos de Sunflower eran muy ambiciosos, según el investigador del Departamento de Física integrado en el INAM Antonio Guerrero, ya que se pretendía «no sólo mejorar la estabilidad y eficiencia de los materiales fotovoltaicos, sino también reducir sus costes de producción». De hecho, según Guerrero, «han mejorado los procesos para hacer el salto del laboratorio a la escala industrial porque, entre otros, se han utilizado disolventes no halogenados que son compatibles con los métodos de producción industrial y que reducen considerablemente la carga tóxica de los halogenados».

«La implicación de nuestro instituto en estos proyectos es de gran interés porque una de nuestras líneas prioritarias de investigación son los nuevos materiales para desarrollar las energías renovables», apunta Bisquert, también catedrático de Física Aplicada. Además, estos consorcios implican el trabajo en común de la academia y la industria. En consecuencia, «favorece la transferencia de conocimiento a la sociedad y, en este caso, demostramos que materiales orgánicos investigados durante veinte años están ya cerca de convertirse en tecnologías viables».

La participación de los investigadores de la UJI en Sunflower ha centrado en «mejorar el aspecto de reactividad química de los materiales o la compatibilidad estructural», señala el catedrático de Física Aplicada y miembro del INAM Hermano Garcia. «Hemos trabajado para pasar de los conceptos de la electrónica inorgánica en células fotovoltaicas en la parte de la electrónica orgánica», añade. Los investigadores querían aprovechar las facultades de absorción y conducción de materiales plásticos y comprobar su capacidad de producción solar, un uso poco habitual porque normalmente se utilizan como aislantes eléctricos.

En los laboratorios de la UJI han estudiado los materiales orgánicos, unos dispositivos muy complejos porque tienen hasta ocho capas nanométricas. «Hemos hecho medidas eléctricas avanzadas para ver donde se encontraban las pérdidas energéticas y, de este modo, poder informar a los productores de materiales y dispositivos para mejorar la estabilidad y eficacia de las células solares», explica Guerrero.

«Las posibles aplicaciones de la tecnología fotovoltaica orgánica (OPV) son numerosas, desde dispositivos electrónicos móviles de los consumidores hasta la arquitectura», subraya el coordinador del proyecto gestionado por el Centro Suizo de Electrónica y Microtecnología (CSEM), Giovanni Nisato. «Gracias a los resultados que hemos obtenido, la fotovoltaica orgánica impresa se convertirá en parte de nuestra vida cotidiana, y nos permitirá utilizar la energía renovable y respetuosa con el medio ambiente y con un impacto positivo en nuestra calidad de vida», según Nisato.

El proyecto europeo Sunflower ha desarrollado durante 48 meses con el objetivo principal de extender la vida útil y el coste-rendimiento de la tecnología fotovoltaica orgánica por medio de un mejor control de proceso y la comprensión de los materiales. Además, en opinión de sus responsables, los resultados de esta investigación podrían duplicar la cuota de las energías renovables en su matriz energética, del 14% en 2012 al 27-30% para el año 2030. De hecho, Sunflower ha facilitado el avance hacia un aumento significativo en el uso de la energía solar incorporado en objetos de uso cotidiano.

El consorcio Sunflower consta de 17 socios de toda Europa: CSEM (Suiza), DuPont Teijin Films UK Ltd (Reino Unido), Amcor Flexibles Kreuzlingen AG (Suiza), Agfa-Gevaert NV (Bélgica), flujo AG (Suiza), Universidad de Amberes (Bélgica), SAES Getters SPA (Italia), Consiglio Nazionale delle Ricerche-ISMN-Bologna (Italia), Hochschule für Life Sciences FHNW (Suiza), Chalmers Tekniska Hoegskola AB (Suecia), Instituto Fraunhofer zur Foerderung der Angewandten Forschung EV (Alemania), Linköpings Universitet (Suecia), Universidad Jaume I de Castellón (España), Genes’Ink (Francia), Centro Nacional de Investigación Científica (Francia), Belectric OPV GmbH (Alemania), y Merck KGaA (Alemania).

Por su parte, las líneas fundamentales de investigación del INAM son los nuevos tipos de materiales para hacer dispositivos de energías limpias, células solares basadas en compuestos de bajo costo como la perovskita y otros orgánicos. Por otra parte, se estudia la producción de combustibles a partir de luz solar, rompiendo las moléculas de agua y produciendo hidrógeno y otros materiales catalíticos, en su vertiente más químico, todos de gran importancia en el contexto de la búsqueda internacional.

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