Energia eraginkorrago batetarako eguzki zelda berriak

Bere osotasunean Euskal herrian garatutako ikerketa, Polymat, Ikerbasque eta CIDETEC-en eskutik ekoiztu eta Eusko Jaurlaritzak finantzatutako ikerketa inflexio-puntua bihurtu da perovskita-n oinarritutako eguzki zelden alorrean. Ikerketak, “Fullerene Saturation Approach“ izenezko teknika berritzaile oinarrituta, egun existitzen diren bihurtze energetikoaren antzeko mailak edo altuagoak lortzen ditu eta ekoizte kostuak nabarmen murrizten, honela ondorengo merkaturatzea erraztuz. ChemSusChem aldizkariak, argitalpen hau VIP (Very Important Paper)-tzat jo du, soilik oso ikerketa berritzaileei zuzendutako maila, komunitate zientifikoak luzaroan itxaron eta mekanismo edo teoria berri batetara garamatzatenak.

Beharbada eguzki energia da, erregai fosilen erabilera ordezkatzeko aukerarik egokiena, izan ere, lurrak ordu bakar batean jasotzen duen energia kantitatea, egungo munduko biztanleriak dituen beharrak urtebetez asetzeko adinakoa da.  Eguzki energia guzti hau modu eraginkorrez  energia elektriko bihurtzea da aurkezten den erronka. Polymat, Ikerbasque eta CIDETEC- en artean eta bere osotasunean Euskal Herrian ekoiztutako ikerketa hau, erronka hau lortzea ahalbideratuko duen teknologian  inflexio puntu  bihurtu da.

Egungo merkatu fotoboltaikoaren %85-a Siliziozko olatatan oinarritutako moduluetan datza, dagokien bihurtze energetikoaren eraginkortasuna % 15 aren ingurukoa izanik. Teknologia berri honen kostua, elektrizitatea ekoizteko egungo moduekin alderatuta oraindik altua da eta bere bihurtze  energetikoaren eraginkortasuna alafede hobegarria.

Azken urteetan, perovskita-n oinarritutako eguzki zeldek – Science aldizkari ospetsuak egindako sailkapenaren arabera 2013-an egindako 10 aurrerapen zientifiko garrantzitsuenen artean sailkatua – aukera handiak erakutsi dituzte, bihurtze energetikoan % 22 baina handiagoko  eraginkortasunera iritsiz. Hala ere, proposatutako zenbait materialek, oraindik zenbait muga agertzen dituzte, batez ere euren sendotasunari dagokionez, eta beraz hobetu beharrekoak.

Zelda hauetan erabiltzen den Titanio Dioxidoak, tenperatura altuetan (≈ 500 ºC ) gauzatzen den  “sintering” moduan ezagutzen den prozesu termikoa behar du, honek eguzki zelda hauen etorkizuneko merkaturatzea zailtzen duen kostu energetiko dakarrelarik. Honetaz gain, tenperatura hauek gailu fotoboltaiko malgu eta bateragarriak garatzeko abantailak eskaintzen dituzten substratu plastikoen erabilerarekin bateraezinak dira.

Ikerbasque, Polymat eta CIDETEC-ko ikertzaileen eskutik garatu eta ChemSusChem aldizkarian argitaratutako ikerketa honetan,  teknika bakun, merke eta berritzaile bat proposatzen da, Titanio Dioxidoaren ordez Fullenero  disoluzioak erabiltzean datzana (B Irudia). “Fullerene Saturation Approach” izenez bataiatutako teknika berritzaile honen bidez Titanio Dioxidoa-ren erabilerarekin lortzen diren bihurtze eraginkortasun antzekoak edo altuagoak lortzeaz gain, sintering prozesuari lotutako kostu energetiko altuak ekiditen dira.

Gainera, “Fullerene Saturation Approach” ren erabilerak, hasera batean gailu eraginkorrak lortzeko beharrezkoak diren prozesagarritasun , optika eta ezaugarri elektronikoen inguruko betebeharrezko baldintzak betetzen ez dituzten sustantzia kimikoen erabilera ahalbideratzen du, fullereno [70]-a kasu . Espero zenaren aurka, fullereno [70]-arekin egindako gailuek Titanio Dioxidoz egindako zelden antzeko eraginkortasunak azaltzen dituzte, honela, hasera batean bere ezaugarri optoelektrikoengatik baztertutako molekula organiko  sorta handi baten barneratze aukera aurreratuz.

Azkenik,  fullereno –en kimika hezeen teknologiaren bidezko eguzki zelden ekoizpenak, gailu malguen prestakuntza ahalbideratzen du, zeinak edozein motatako azaleretan txertatu ahal izango liratekeen. Abantaila guzti hauek, “ Solutions ” PC2015-1-03 (16-79) proiektuaren bidez Eusko Jaurlaritzak finantzatu eta Polymat, Ikerbasque eta CIDETEC -en elkarlanaz garatutako ikerketa hau, perovskita-n oinarritutako eguzki zelden alorrean inflexio puntuan kokatzen dute.

Emaitza hauen zati bat, ChemSusChem aldizkarian argitaratu berri da, “ Effficient Regular Perovskite Solar Cells Based on Pristine (70) Fullerene as Electron Selective Contact”, ChemSusChem 2016, DOI: 10.1002/cssc.201600051 eta  Very Important Paper ( VIP ) bereizitasunarekin izendatua.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201600051/full

Ramón Tena – CIDETEC (rtena@cidetec.es)