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Investigadores de la Universidad Pablo de Olavide (UPO) participan en el proyecto CONSOLIDER [Dispositivos Optoelectrónicos y Fotovoltaicos Híbridos para Energía renovable (HOPE)]. Este proyecto interuniversitario pretende dar un fuerte impulso al desarrollo de dispositivos para la producción de energía renovable y ahorro en el consumo de energía. En el marco de este proyecto se estudian nuevos tipos de células solares basadas en nanomateriales y compuestos orgánicos, todo ello con el objetivo de disminuir el coste de los dispositivos fotovoltaicos comercializados en la actualidad.

Pigmentos extraídos de las plantas como la clorofila se emplean para la construcción de las células híbridas
Debido a su alto potencial de explotación, producción descentralizada y bajo impacto ambiental, la energía solar fotovoltaica es sin duda una de las alternativas más atractivas para combatir los efectos presentes y futuros del calentamiento global. El Sol es la fuente de energía inagotable por excelencia: la radiación solar recibida en la corteza terrestre cada día es el equivalente a toda la energía utilizada a nivel mundial en aproximadamente 25 años. Según el laboratorio nacional de Energías Renovables (NREL) de los Estados Unidos, con tan sólo cubrir un seis por ciento de la superficie del desierto del Sahara con paneles fotovoltaicos disponibles comercialmente, sería suficiente para autoabastecer de energía a toda la población mundial.
 
Los dispositivos encargados de convertir la radiación solar directamente en energía eléctrica son las denominadas células solares fotovoltaicas. Estas células explotan el llamado efecto fotovoltaico, observado por primera vez por el científico francés Becquerel en 1839. A pesar de sus evidentes beneficios medioambientales, el uso extensivo de la energía fotovoltaica no es extensivo en la actualidad debido al alto coste de los materiales fotovoltaicos más eficientes. Conscientes de ello, y de la importancia de promocionar la utilización de esta energía libre de emisiones de CO2, así como también con el objetivo de contribuir con ideas nuevas en este campo de investigación, el grupo de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla dirigido por el profesor Juan Antonio Anta, centra su actividad en el estudio de las llamadas células solares de colorante o de Grätzel. Se trata de unos dispositivos fotovoltaicos basados en la combinación de nanomateriales y sustancias orgánicas, y que tienen el gran atractivo de no depender de materiales de alto coste.
 
Para ello se encuentran inmersos en el proyecto Consolider HOPE (Dispositivos Optoelectrónicos y Fotovoltaicos híbridos para energía Renovable, http://www.consoliderhope.uji.es), que ha sido financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia con cuatro millones de euros para el periodo 2007-2012, reúne químicos y físicos de 12 Universidades y centros de investigación españoles, incluyendo el grupo del profesor Juan Antonio Anta en el Área de Química Física de la UPO. El proyecto HOPE tiene como fin estudiar varios tipos de dispositivos de nueva generación, tales como los diodos orgánicos luminescentes (dispositivos que a partir de electricidad emiten luz) y las células solares de colorante (Grätzel). El equipo de la UPO se dedica a este último tipo de dispositivo.

Material inorgánico y orgánico
 
Tal y como explica Juan Antonio Anta, en los laboratorios de la Olavide se exploran las posibilidades de células fotovoltaicas híbridas que resulten ser más económicas, estables y eficientes que las existentes actualmente. El record de eficiencia de la célula de Grätzel es actualmente del 11%, y es posible fabricarlas en serie con una eficiencia del 6%, lo cual implica que de cada 100 watios de energía luminosa que llegan al panel fotovoltaico, 6 de ellos se convierten en electricidad.
 
Los materiales que emplean para la construcción de estas células híbridas son dos: semiconductores inorgánicos, como el dióxido de titanio o el óxido de zinc, y moléculas orgánicas, como los colorantes que se emplean para fotosensibilizar el óxido. Estos colorantes pueden ser sintéticos o incluso naturales. Entre estos últimos se encuentran pigmentos extraídos de plantas como la clorofila, la antocianina de la granada, (presente también en numerosas flores), o los carotenos del achiote, una semilla muy popular de Méjico. De hecho, a la célula de Grätzel se la ha denominado la -hoja artificial, por ser una reproducción de laboratorio del proceso natural de la fotosíntesis.
 

El investigador Anta a la derecha
Como asegura el científico, Juan Antonio Anta ambos materiales (orgánicos e inorgánicos) son inocuos, fáciles de obtener y ofrecen un gran potencial por su ventajosa relación calidad/precio. Por ejemplo, el dióxido de titanio es un fotocatalizador muy eficaz, utilizado de forma habitual como absorbente de rayos ultravioleta, y presente en productos para el bronceado, jabones, polvos cosméticos, cremas, pasta de dientes, papel de cigarro y en la industria cosmética.
 
Proyectos Consolider-Ingenio-2010
 
El Ministerio de Educación y Ciencia, a través de la Secretaría General de Política Científica, ha puesto en marcha una serie de nuevas iniciativas de apoyo a la investigación de alta calidad bajo la denominación de Consolider-Ingenio. Con este término se alude a grupos que lideran la ciencia española, grupos con líneas de trabajo en la frontera del conocimiento y resultados previos de calidad, con una trayectoria acreditada y solvente dentro de la comunidad científico-técnica internacional. El grupo de investigadores de la Universidad Pablo de Olavide forma parte de uno de estos grupos -consolidados.
 

Fuente: Andalucía Investiga. 

 

Más información:

CONSOLIDER.