Mientras que los actuales sólo absorben un 4%, esta nueva familia de materiales compuestos hallada permite maximizar el aprovechamiento de la energía solar para transformarla en química o eléctrica. El descubrimiento generó sorpresa en la comunidad científica internacional.
Luego de un año de intenso trabajo, un equipo de científicos del Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (Citedef) que investiga materiales denominados MOFs (del inglés Metal Organic Frameworks) logró desarrollar fotocatalizadores que permiten realizar sobre estos un proceso similar a la fotosíntesis que generan las plantas para obtener sus nutrientes.
Los científicos a cargo de este importante desarrollo –que generó sorpresa en la comunidad científica internacional- son el doctor en física Eugenio Otal y los doctores en química Manuela Kim e Ismael Fabregas, del CONICET en el Citedef.
De acuerdo con el doctor Otal, “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”.
“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 joven científico.
Los MOFs constituyen una nueva familia de materiales que pueden combinarse sinérgicamente -como si fueran bloques de construcción- con las propiedades de las nanopartículas inorgánicas y los polímeros orgánicos, permitiendo generar compuestos con las propiedades deseadas.
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”, indicó Otal.
Actualmente, no existen en el país líneas de investigación similares a esta que, según recordó el físico, 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”, destacó el especialista del Citedef.
“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”, comentó el doctor Otal.
Además del mayor aprovechamiento de la energía solar, otra de 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 unos pocos meses de uso. Nuestros materiales se preparan en agua, por lo que la humedad no es un problema”, señaló el científico.
