Científicos hallan una solución que vuelve más eficientes las celdas solares fotovoltaicas

Un investigador de la Universidad Nacional de Tucumán y el Conicet, Fernando Salomón, ha obtenido la Mención Especial del Premio Prof. Pedro J. Aymonino a la mejor tesis doctoral del país en química inorgánica del bienio 2020-2022. Salomón sintetizó y caracterizó seis nuevos compuestos de rutenio que aumentan la eficiencia de las celdas solares, y su estudio forma parte del desarrollo de tecnologías renovables propias en Argentina.

El grupo de investigación al que pertenece Salomón ha estado trabajando en el desarrollo de compuestos para paneles solares, y la tesis del investigador se centró en celdas solares y aprovechamiento de la energía solar. Los compuestos de rutenio que utiliza actúan como sensibilizantes que absorben la luz visible en dichas celdas, lo que aumenta su eficiencia energética.

Según el director de la tesis doctoral de Salomón, el doctor Néstor Katz, el objetivo de la investigación es encontrar materiales alternativos y más económicos para la producción de paneles solares en Argentina, en contraposición a los paneles de silicio importados. Katz destacó que Argentina cuenta con importantes recursos naturales y que es fundamental desarrollar conocimientos tecnológicos en este ámbito para un crecimiento sustentable.

El rutenio es un elemento de transición que se ubica en el medio de la tabla periódica y que posee propiedades importantes para la conversión de energía. En este sentido, los compuestos de rutenio que Salomón ha sintetizado y caracterizado resultan relevantes para la conversión de energía solar en energía eléctrica.

Energía del presente

El Dr. Katz, en una reciente entrevista, explicó que, aunque en Europa se han utilizado paneles solares con compuestos de rutenio, no se habían caracterizado los compuestos sintetizados por el equipo de investigación del Instituto de Química del NOA, encabezado por el tucumano Fernando Salomón. 

Agregó que la investigación de Salomón, que consistió en la síntesis y caracterización de seis nuevos compuestos de rutenio, ha permitido al grupo de investigación publicar en dos revistas científicas especializadas en química inorgánica: ACS Omega e Inorganic Chemistry. 

Estos trabajos han sido realizados en colaboración con investigadores del Instituto de Física del Noroeste Argentino, de doble dependencia entre la UNT y el Conicet. El Dr. Katz mencionó que Salomón preparó los compuestos de rutenio en forma de sólidos y los adhirió a las celdas solares para mejorar su eficiencia y aumentar la cantidad de energía solar que pueden absorber. 

También explicó que las celdas solares con compuestos inorgánicos pueden utilizarse en techos de casas y oficinas, y algunas pueden usarse en ventanas debido a que son transparentes y coloreadas. Esto las hace estéticas y, al mismo tiempo, suministran energía eléctrica con la luz solar.

Por último, el experto destacó que los complejos de rutenio tienen distintos colores y suelen absorber más en el espectro de color rojo, lo que los hace más eficientes al captar más energía solar. 

"El color se controla modificando la estructura del complejo y su eficiencia energética puede variar a voluntad", explicó el Dr. Katz. Los resultados de esta investigación abren la puerta al desarrollo de tecnologías más eficientes y económicas en el uso de energías renovables en Argentina.

Producir hidrógeno verde

Fernando Salomón, actualmente, se encuentra trabajando como posdoctorando en el Instituto Catalán de Investigación Química en Tarragona, Cataluña, España, donde se dedica a estudiar la fotosíntesis artificial. 

Su investigación se basa en reproducir a escala de laboratorio el proceso por el cual las plantas convierten la energía solar en energía química. 

El objetivo final es la producción de combustibles solares, como el hidrógeno verde, que es más fácil de almacenar y puede ser utilizado en motores de automóviles, siempre y cuando se realicen las adaptaciones necesarias. 

Para lograr su objetivo, Salomón se concentra en encontrar catalizadores que aceleren la electrolización del agua, proceso mediante el cual se puede obtener hidrógeno verde a partir de la ruptura de la molécula del agua, proceso que se conoce como “water splitting” o “escisión del agua”. 

El científico trabaja con compuestos de cobre, pero hay catalizadores de otros metales como el hierro, el rutenio o el iridio, que pueden ser utilizados para acelerar esta reacción.