La investigación centrada en perovskitas, liderada por Rosario Vidal, se ha desarrollado en colaboración con el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU. y se publica hoy en Nature Sustainability
Un equipo internacional de investigación liderado por la catedrática Rosario Vidal del Departamento de Ingeniería Mecánica y Construcción de la Universitat Jaume I ha identificado y reducido el impacto sobre la salud humana de los disolventes necesarios para obtener energía solar con células de perovskita. Los resultados del estudio, desarrollado con la participación del catedrático del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) Ivan Mora Seró y la colaboración del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de los EE.UU., se publican hoy en la revista Nature Sustainability.
Este trabajo ha llevado a cabo un análisis exhaustivo de la toxicidad para la salud humana y los impactos ambientales causados por la manipulación de disolventes en el proceso de producción a escala industrial de módulos fotovoltaicos de perovskita. El proyecto tenía el objetivo de estudiar los impactos ambientales de los disolventes necesarios para producir, a nivel industrial, las futuras células solares fabricadas con perovskita, un material en estudio por su alta eficiencia y bajo precio, en comparación con las placas actuales.
«El uso de disolventes para fabricar perovskitas presenta un gran problema a escala industrial, por su posible impacto ambiental y sobre la salud humana», expone la investigadora Rosario Vidal, quien destaca que el estudio se ha hecho conjuntamente el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de los EE. UU. gracias a una estancia de investigación financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades para la realización del proyecto E-Up.
TÉCNICAS PARA EVITAR TOXICIDAD
Rosario Vidal explica: «Nuestro trabajo ha requerido numerosas modificaciones metodológicas para llegar a una técnica que permite mejorar la medición de la toxicidad de los disolventes, pero también se puede aplicar a otras sustancias químicas que tienen impactos ambientales asociados a la salud de las personas». Y, en definitiva, los investigadores han llegado a la conclusión que la utilización de disolventes para fabricar perovskitas «no presenta un problema excesivamente grave en cuanto a sus efectos sobre la salud y el medio ambiente, aunque siempre se tiene que buscar cómo reducir estos impactos», añade la catedrática de la UJI, investigadora principal del Grupo Green Investigation and Development (GID).
El catedrático del Departamento de Física de la UJI y director del Grupo de Investigación en Semiconductores Avanzados (GAS) del INAM, Ivan Mora Seró, comenta que esta investigación, realizada en el marco del proyecto Prometeo Q-Devices financiado por la Generalitat Valenciana, se enmarca en el estudio de las células solares de perovskita, una familia de materiales nuevos para aplicaciones fotovoltaicas surgida hace una década y cuyo interés es creciente por los incrementos de eficiencia en producción de energía solar que consigue. Aun así, «a diferencia de las técnicas actuales, la deposición de las perovskitas se hace en disolución y, por este motivo, es fundamental estudiar y crear metodologías para detectar los mejores solventes para su producción industrial de cara al futuro y que, a la vez, produzcan los menores impactos», según Mora Seró.
TRANSFERENCIA A LA INDUSTRIA Y LOS GOBIERNOS
La principal conclusión de esta investigación internacional, en palabras de Vidal, es «mostrar a los investigadores, a la industria y a las autoridades con competencias legislativas un procedimiento para evaluar y minorar los impactos de la producción de paneles solares que nos suministrarán energía limpia y renovable».
Los científicos de la UJI Rosario Vidal e Ivan Mora Seró, junto con el resto del equipo investigador, han demostrado que dimethylsulfoxide (DMSO) presenta el menor impacto total para la fabricación de las células solares de perovskita, de hecho, «son la opción de disolventes más amigable con el medio ambiente y menos nocivos para la salud humana entre los disolventes analizados, si bien, en lugar de ser prescriptivos, lo que proponemos es un marco porque nuevos disolventes también puedan ser analizados», aseveran.
Rosario Vidal es catedrática del Departamento de Ingeniería Mecánica y Construcción de la Universitat Jaume I e investigadora principal del Grupo Green Investigation and Development (GID). Su investigación se ha centrado en la evaluación medioambiental de productos y nuevos procesos industriales y en el ecodiseño. Actualmente está trabajando en el análisis de la sostenibilidad con el desarrollo de mejoras metodológicas, la incorporación de nuevas técnicas, tanto para la cuantificación de las emisiones como para la simulación industrial, para poder evaluar materiales y tecnologías emergentes. El estudio de las perovskitas de haluro, realizado junto con el profesor Iván Mora Seró, es su línea prioritaria y donde más innovaciones está logrando.
Por su parte, Iván Mora Seró es catedrático del Departamento de Física de la Universitat Jaume I e investigador principal del Grupo de Semiconductores Avanzados (GAS) del Instituto de Materiales Avanzados. Su investigación se ha centrado en el crecimiento de cristales, los dispositivos nanoestructurados, las propiedades de transporte y recombinación, la fotocatálisis, la caracterización eléctrica de sistemas optoelectrónicos, haciendo tanto trabajos experimentales como teóricos. Su actividad reciente se centra en nuevos conceptos para la conversión fotovoltaica y la emisión de luz (LED y amplificadores de luz) basados en dispositivos nanométricos y materiales semiconductores, siguiendo dos líneas principales: puntos cuánticos semiconductores y perovskitas de haluro. Esta última línea es, probablemente, la más líder en el desarrollo de nuevos dispositivos optoelectrónicos. En la convocatoria de 2016, Mora Seró consiguió una Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) de dos millones de euros para desarrollar su proyecto No Limit durante cinco años.
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