Celdas solares y producción-almacenamiento de hidrógeno
"Es muy probable que el impacto económico inducido por el COVID-19 desacelere la expansión de nuevas fuentes de energía". Dr. Antonio Zárate, Académico Facultad de Ciencias UCN
Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad Católica del Norte (UCN) están iniciando nuevos estudios de energías renovables en los departamentos de Física, Química y Ciencias Farmacéuticas; así como a nivel internacional con la Universidad del Valle, de Colombia, y con el Centro de Investigación Avanzada (CINVESTAV) y del Instituto Politécnico Nacional (IPN) Sede Saltillo, de México. Esta colaboración estará focalizada hacia la investigación de nuevas celdas solares de tercera generación y a la producción-almacenamiento de hidrógeno.
Desde hace décadas, el cambio climático ha alentado la generación de energías limpias, tornándose en un tema de interés mundial la búsqueda de alternativas fiables para dar sustentabilidad continua a la demanda de energía, entre ellas solar, eólica, biomasa, hidráulica y aquella obtenida del hidrógeno. Actualmente, el crecimiento de las plantas instaladas no ha mostrado un crecimiento sostenido en orden de cumplir con los objetivos de reducción de carbono en conformidad al Acuerdo de París, y mucho menos para hacer frente a esta crisis climática. Por otro lado, es muy probable que el impacto económico inducido por el COVID-19 desacelere la expansión de nuevas fuentes de energía.
Investigadores de la Facultad de Ciencias de la UCN han trabajado por largo tiempo en el estudio de celdas solares de tercera generación, utilizado la nanotecnología para nanoestructurar los materiales con procesos físicos y químicos, con el fin es aumentar la eficiencia de los prototipos. Recientemente, un nuevo tema de investigación con nuevos materiales está siendo estudiado para fabricar celdas heterogéneas de óxidos metálicos (AOx con A=Ni, Mo y Ti etc.) y materiales bidimensionales (grafeno y AMx con A=Mo, W y Zn, B=S, Se y x=1,2 etc.) depositados sobre silicio dopado.
Otro tema de gran interés para la comunidad científica e industrial es la producción-almacenamiento de hidrógeno, estudio que se está iniciando por ser el combustible del futuro que podrá ser usado para producir electricidad y movilidad, lo que se debe a la eficiencia energética que posee y que será de gran aporte a la industria chilena. Además, este combustible es renovable y no genera contaminaciones y se obtiene por medio del proceso de electrolisis propuesta en 1972, que separa las moléculas de agua en sus componentes, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, la producción de hidrógeno convencional implica la utilización de metales nobles o aleaciones (como platino) para lograr una producción a gran escala, lo que representa una gran dificultad por costes. Para lograr alternativas competitivas se han propuesto las calcogenitas de metales de transición, por ser materiales fotocatalíticos no de alto coste y porque contienen materiales abundantes que son fotocatalizadores sensibles a la luz visible con excelentes propiedades físicas y químicas.
En la Universidad Católica del Norte se han realizado estudios de la síntesis de MoS2 que es un material que sirve tanto para celdas solares de tercera generación, y la producción de hidrógeno, que es un gran desafío de estudio en que se está involucrando la UCN.