Investigadores del Departamento de Química Orgánica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han creado un material sólido, con una estructura similar a un pastel de hojaldre. La “crema” entre las capas posee unas moléculas activas entre las que saltan los electrones por acción de la luz solar. Este es el fundamento de las células solares fotovoltaicas.
El fosfato de zirconio es una sal inorgánica como lo es la sal común, cloruro sódico. Pero a diferencia de esta última, en la que los aniones cloruro y los cationes sodio forman una red cristalina cúbica, los aniones fosfato y los cationes zirconio forman una estructura en forma de capas, que recuerda al hojaldre. En la superficie de las láminas se sitúan unos fosfatos que, mediante la reacción química apropiada, se pueden reemplazar por otras moléculas más complicadas derivadas de fósforo. Es como si se rellenase el pastel de hojaldre con finas capas de crema pastelera entre cada una de las hojas de la masa. Dentro de esa “crema” se pueden situar a voluntad las moléculas que interesan con la función apropiada. Es decir, la “crema” puede tener diferentes sabores y texturas a nuestro antojo.
En el caso concreto del trabajo publicado en Physical Chemistry Chemical Physics (Phys Chem Chem Phys. (2009). 11(16):2922-7), el grupo dirigido por Ernesto Brunet ha mezclado dos “cremas” diferentes. Una de las “cremas” posee moléculas con la propiedad de escupir un electrón cuando se las ilumina con la luz del sol. La otra “crema” tiene la virtud de absorber el electrón escupido. De esta forma, cuando se expone el material a la luz solar, se produce un movimiento de electrones en su interior, desde una molécula que los cede a otra que los acepta.
Como todo el mundo sabe, los electrones en movimiento son el fundamento básico de la electricidad. Por tanto, este nuevo material, similar al hojaldre con una crema especial entre sus láminas, se puede constituir en la base para la construcción de células solares fotovoltaicas, es decir, dispositivos que generan electricidad a partir de la luz solar.
Las investigaciones sobre este tipo de dispositivos son muy numerosas y se han logrado obtener materiales muy efectivos pero con métodos de preparación química relativamente complejos y costosos. Una de las virtudes de los materiales desarrollados por estos investigadores de la UAM es la sencillez conceptual y práctica de su preparación. Por otra parte, nunca antes se habían utilizado estos materiales “tipo hojaldre” para la construcción de células fotovoltaicas.
El equipo de Ernesto Brunet continúa trabajando para lograr la receta de otras “cremas” con las que se consiga mejorar aún más las buenas propiedades ya obtenidas.
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