Crean celdas solares sensibilizadas por colorantes

Por Hugo Valencia Juliao

Ciudad de México. 9 de agosto de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- En la Universidad Politécnica de Victoria (UPV), en Tamaulipas, desarrollan nuevas líneas de investigación en el área de materiales con el fin de que estos puedan servir para maximizar el potencial de la captación de energía solar a través de celdas solares de última generación.

Investigadores y estudiantes dedican sus esfuerzos de investigación en el desarrollo de nuevos materiales y procesos con el fin de que puedan ser un motor económico para la región y el país. Entre ellos se encuentra Enrique Rocha Rangel, doctor en materiales en la Escuela Superior de Ingeniería, Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional (ESIQIE IPN), quien se enfoca en el estudio de materiales para poder desarrollar nuevos y mejorar las propiedades mecánicas de algunos otros.

En la actualidad, Rocha Rangel se desempeña como profesor investigador en la UPV y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con el nivel I, del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). Uno de sus principales objetivos es construir celdas más económicas, eficientes y amigables con el medio ambiente

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cuál es la investigación que están desarrollando alrededor de las celdas solares?

Enrique Rocha Rangel (ERR): Las celdas solares están basadas en los principios de la fotosíntesis, que es el proceso que realizan de forma natural las plantas para obtener nutrientes con la ayuda del sol; nosotros tratamos de hacer un proceso muy parecido.

Esto lo hacemos con semiconductores principalmente de perfil cerámico, que cuando se calienta se vuelve un buen conductor. Y además hemos variado la composición química del semiconductor a través de algunos tintes para sensibilizar y que puedan captar mucha más energía solar. Estos tintes son naturales y son obtenidos por medio de diferentes frutos, sobre todo de los llamados frutos rojos porque estos tienen una proteína que sensibiliza el material frente a los rayos solares.

AIC: ¿Cuál es el proceso de modificar un material semiconductor?

ERR: Hay mucha literatura científica alrededor de este tema y nosotros a través de la experimentación evaluamos las propiedades eléctricas, entre otras características que buscamos en los materiales para que puedan servir en la celda solar. A partir de ahí se varía la composición química para buscar el mejor aprovechamiento.

La tendencia va hacia construir celdas mucho más económicas, eficientes y amigables con el medio ambiente, pero todavía hay muchos avances por desarrollar. En la actualidad, la mayoría de las celdas solares que existen están hechas a base de silicio, que es un material que para obtenerlo implica un proceso altamente contaminante.

AIC: ¿Cuál es la infraestructura con que cuentan en la UPV para realizar estos procesos científicos?

ERR: La infraestructura que tenemos es suficiente para el desarrollo de sistemas electrónicos y computacionales para el procesamiento de información, además tenemos la capacidad de realizar procesos de manufactura y materiales avanzados.

AIC: ¿En qué consiste la segunda línea de investigación en la que está trabajando?

ERR: Consiste en el reforzamiento de materiales cerámicos a través de metales. Esto porque los cerámicos son materiales muy duros pero a la vez muy frágiles, es decir, se rompen muy fácilmente. Lo que nosotros estamos tratando de hacer es incorporar partículas metálicas de diferentes tipos para mejorar sus propiedades mecánicas. Estamos evaluando qué tanta energía puede recibir el material sin que se rompa.

Alumna de la Licenciatura; Ingeniería en Tecnologías de Manufactura, realizando mediciones en celda solar con ayuda de un simulador solar.La técnica que se usa para desarrollar estos nuevos materiales se llama técnica de polvos, en la cual se compactan las diferentes partículas y se calientan a altísimas temperaturas para que se puedan consolidar en un solo material.

AIC: ¿Cuáles han sido los resultados hasta ahora de esta investigación?

ERR: Particularmente hemos obtenido muy buenos resultados con metales como el titanio y la plata que han mejorado la tenacidad de la cerámica, hemos probado diferentes composiciones, además de que estamos haciendo algunas modificaciones en el proceso para acortar los tiempos de producción.

AIC: ¿Quiénes son los participantes en estas investigaciones?

ERR: Son alrededor de diez estudiantes involucrados en los proyectos de investigación, ocupamos muchos jóvenes principalmente porque es de vital importancia todo lo que ellos pueden aportar y también es una parte fundamental en su formación profesional como investigadores en el área. En total, son seis estudiantes de posgrado y cuatro más de los últimos semestres de nivel licenciatura trabajando bajo estas dos líneas de investigación.

AIC: ¿Cuál es la tendencia en la investigación del área de materiales?

ERR: Es muy importante seguir desarrollando tecnología e investigación alrededor del tema porque todo lo que rodea el mundo está hecho de diferentes tipos de materiales, además de que esto nos permitirá desarrollarnos mejor como sociedad ya que el área tiene una infinidad de aplicaciones. Por lo que el campo de investigación en el área es muy amplio pero, sin duda, tenemos que desarrollar nuevos materiales y procesos que nos permitan aprovechar mejor los recursos naturales y hacer más eficientes muchos de los aspectos de la vida como la conocemos.

 

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