NANOTECNOLOGÍA | Estudio internacional con participación española
El grafeno multiplica la cantidad de
electricidad que se obtiene de la luz
Representación del grafeno. | Instituto de Ciencias
Fotónicas.
Teresa Guerrero | Madrid
La gran cantidad de investigaciones que se están
llevando a cabo en todo el mundo para descubrir las propiedades del grafeno están convirtiendo a este material en el
'ladrillo' más prometedor para desarrollar nuevas tecnologías en sectores muy
diversos. Su utilización para convertir la luz en electricidad y sacar el
máximo provecho de la energía solar es la línea de investigación de un
equipo internacional de científicos que acaban de publicar un nuevo estudio en
la revista 'Nature Physics'.
Según aseguran, el grafeno es capaz de convertir cada
fotón que absorbe en múltiples electrones (electrones excitados) que pueden
conducir corriente eléctrica. Lo habitual en la mayor parte de materiales,
señalan los autores de este estudio, es que un fotón absorbido genere un solo
electrón. En el caso del grafeno, al producir muchos electrones, la señal
eléctrica sería mayor. Su hallazgo, sostienen, podría representar una
alternativa a las actuales tecnologías que se usan en energía solar y que
se basan en semiconductores como el silicio.
El estudio ha sido realizado conjuntamente por
investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
de Castelldefels (Barcelona), del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT),
en EEUU y del Instituto de Investigación de Polímeros del Max
Planc de Alemania. También han participado tres investigadores de la
empresa Graphenea de San Sebastián, Amaia Zurutuza
Elorza, A. Centeno y A. Pesquera.
Energía solar
Según señala Frank Koppens, líder de este grupo
investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas, en el que también participa
Klass-Jan Tielrooij,esta tecnología basada en el grafeno permite absorber la
energía del sol con pérdidas mucho menores que en la actualidad:
"Además de placas solares, que es un mercado muy importante y que está
creciendo muy rápidamente, se puede utilizar esta capacidad de conversión
eficiente en cualquier producto que utilice luz para producir electricidad, por
ejemplo detectores de luz", afirma el investigador holandés a
ELMUNDO.es.
El científico señala que "hay muchos grupos en
todo el mundo que investigan las propiedades del grafeno en general,
especialmente para utilizarlo en tecnologías de energía solar y para
optoelectrónica (todas las tecnologías que dependen en la conversión de luz en
electricidad). En el pasado, otros grupos ya descubrieron que el grafeno tiene
unas propiedades que hacen que este material sería interesante para tecnologías
de energía solar, por ejemplo, su capacidad de absorber la luz de varios
colores", afirma Koppens, que trabaja con grafeno desde hace cuatro
años.
En concreto, el experimento que describen en 'Nature
Physics' consistió en mandar un número conocido de fotones a distintas
energías a una fina capa de grafeno: "La investigacion que acabamos de
publicar indica que la conversion de fotones absorbidos en electrones excitados
(electrones con más energía, que pueden generar la corriente electrica) es muy
eficiente. Más de de lo que se esperaba. La eficiencia viene de la capacidad de
grafeno de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden
conducir corriente eléctrica. Esta capicadad no existe en muchos otros
materiales que se usan ahora para placas solares, como el silicio", afirma.
Productos en el mercado
No obstante, señala que es muy difícil determinar
cuánto tiempo falta para ver estos productos en el mercado: "Hemos
descubierto una capacidad favorable para la conversión de fotones absorbidos en
electrones excitados, pero no hemos construido una placa solar",
admite. Antes de que se puedan comercializar productos, afirma, habrá que
investigar más sobre cómo se puede extraer eficientemente la corriente
electrica del grafeno.
Pese a ello, se muestra optimista ya que "hay
muchos investigadores, tanto en el mundo de la ciencia como en la
industria", dedicados a intentar resolver estos inconvenientes. Asimismo,
destaca la apuesta de la UE por el grafeno: "Ha decidido invertir 1.000
millones de euros en las investigaciones y tecnologías de grafeno",
señala. Una inversión que podría "acelerar el lanzamiento de productos al
mercado", afirma.
Un material 'excepcional'
El investigador se muestra convencido de que estamos
ante un material de extraordinario: "Tiene muchas capacidades
excepcionales, como la de convertir luz en electricidad, y se van a descubrir
muchas más", asegura. El grafeno es una lámina extremadamente delgada
compuesta de carbono, de sólo un átomo de grosor. Es <=""
la="" bien="" muy="" conduce=""
y="" resistente="" flexible,="">. Se obtiene
del grafito, un material muy abundante en la naturaleza, o del grafito
sintético.
¿Hay alguna desventaja a la hora de trabajar con
grafeno?: "Sí, cada material tiene sus desventajas. Por ejemplo, el
grafeno no absorbe mucho la luz aunque todo lo que absorbe se convierte en
electrones excitados con alta eficiencia. Pero esta desventaja también puede
ser una ventaja para algunas aplicaciones. Además, existe la posibilidad de
aumentar la absorción del grafeno con varias tecnologias", añade.
En un momento en el que muchos investigadores
españoles optan por irse de España debido a los recortes presupuestarios, el
holandés Frank Koppens, que ha publicado una decena de artículos en revistas
como 'Science' y del grupo 'Nature' decidió venirse a nuestro país.
Desde hace dos años y media lidera su grupo de
investigación en el ICFO, un centro en el que asegura gozar de una gran
libertad científica: "No fue difícil tomar la decisión de venir a España
porque el nivel de investigación del ICFO está entre los mejores del mundo y
sus instalaciones tienen unos estándares muy altos, algo esencial para que la
investigación sea competitiva. Además, desde este centro se fomenta mucho
que las innovaciones se conviertan en patentes y en productos concretos.
Esta contribución a la sociedad, a través del [desarrollo] de mejores productos
y la posibilidad de generar neuvos empleos en el futuro (por ejemplo, a través
de spinoffs) es muy gratificadora", afirma Koppens