El equipo emplea colorantes naturales

El origen de prácticamente toda la energía que recibe la Tierra, desde la eólica a la biomasa, pasando por los combustibles fósiles, es el Sol. De manera específica, la radiación solar nos proporciona varias maneras de recuperación energética, tanto en forma de energía solar térmica como de producción directa de electricidad. Por ello, en los últimos años se ha despertado un gran interés en el estudio de sus posibilidades de utilización. Se trata de encontrar en ella una alternativa limpia frente a combustibles contaminantes y no renovables.

Conscientes de las ventajas que ofrece y de la importancia de la innovación en este sector, investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) y la Pablo de Olavide (UPO) estudian cómo se puede abaratar el coste de este tipo de energías. Se trata de un proyecto basado en el desarrollo de células solares fabricadas con dióxido de titanio, alternativas a las de silicio. Este grupo de expertos pertenece a la 'Red Temática de Dispositivos Orgánicos Fotovoltaicos, Electro-Ópticos y Electrónicos' y colabora en diversos trabajos con el Centro de Investigaciones Avanzadas de México.

En busca de alternativas

La tecnología más utilizada para el aprovechamiento eléctrico de la energía solar es la que se deriva de las células fotovoltaicas. A través de ellas, la radiación solar se transforma directamente en electricidad aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. “Nuestras investigaciones se basan principalmente en el estudio, tanto a nivel teórico con simulaciones por ordenador como a nivel experimental, de las células solares basadas en dióxido de titanio, un material muy utilizado en la industria, muy barato e inocuo para el medioambiente”, explica Juan Antonio Anta, profesor de la UPO y responsable del grupo “Química Física de fases condensadas e interfases”.

El dióxido de titanio es un fotocatalizador, que recibe luz y produce una reacción química que genera energía. Esta especie de “nano-catalizador” ofrece un gran potencial por su ventajosa relación calidad / precio, pero uno de los problemas que tiene aún no resuelto es la necesidad de mejorar su estabilidad, aspecto en el que está trabajando el grupo y que puede ser de interés para las empresas del sector de las energías renovables.

Fases del estudio

Miembros del grupo de investigación de la Pablo de Olavide

Las células de dióxido de titanio necesitan un colorante para aprovechar la luz del sol, es decir, un sensibilizador. Las que proporcionan más eficiencia utilizan como sensibilizador un colorante sintético, aunque también se pueden construir células con colorantes naturales extraídos de plantas. Éstas son menos eficientes pero reducen todavía más el coste. “Estamos explorando la posibilidad de utilizar colorantes naturales, como la clorofila extraída de hojas o bien antocianinas, obtenidas de la granada, frambuesa o de flores. También utilizamos unas sustancias llamadas carotenos extraídas del achiote, una semilla muy popular en México”, afirma Juan Antonio Anta.

Para llevar a cabo sus experimentos, estos investigadores construyen células solares en las que modifican diversos aspectos de su estructura con el fin de determinar su eficiencia. Las células se colocan en una cámara oscura y se iluminan con una lámpara especial que emite una radiación semejante a la emitida por el Sol y que recibimos en la Tierra a nivel del suelo, determinando así el rendimiento fotoconversor que proporcionan las células en condiciones estandarizadas. Otra fase del estudio es la modelización teórica, es decir, la simulación por ordenador del transporte electrónico en el dióxido de titanio nanocristalino.

Más información:

Juan Antonio Anta
Grupo de investigación: 'Química Física de fases condensadas e interfases'
Área de Química Física
Universidad Pablo de Olavide

954 34 93 14
jaantmon@upo.es

Joaquín Martín Calleja
Departamento de Química Física
Universidad de Cádiz

joaquin.martín@uca.es

Red Temática de Dispositivos Orgánicos Fotovoltaicos, Electro-Ópticos y Electrónicos