Un equip internacional d’investigació liderat per la catedràtica Rosario Vidal del Departament d’Enginyeria Mecànica i Construcció de la Universitat Jaume I ha identificat i reduït l’impacte sobre la salut humana dels dissolvents necessaris per a obtindre energia solar amb cèl·lules de perovskita. Els resultats de l’estudi, desenvolupat amb la participació del catedràtic de l’Institut de Materials Avançats (INAM) Ivan Mora Seró i la col·laboració del Laboratori Nacional d’Energies Renovables (NREL) dels EUA, es publiquen avui en la revista Nature Sustainability. [Vídeo de la notícia]
Aquest treball ha dut a terme una anàlisi exhaustiva de la toxicitat per a la salut humana i els impactes ambientals causats per la manipulació de dissolvents en el procés de producció a escala industrial de mòduls fotovoltaics de perovskita. El projecte tenia l’objectiu d’estudiar els impactes ambientals dels dissolvents necessaris per a produir, a escala industrial, les futures cèl·lules solars fabricades amb perovskita, un material en estudi per la seua alta eficiència i baix preu, en comparació amb les plaques actuals.
«L’ús de dissolvents per a fabricar perovskites presenta un gran problema a escala industrial, pel seu possible impacte ambiental i sobre la salut humana», exposa la investigadora Rosario Vidal, qui destaca que l’estudi s’ha fet conjuntament amb el Laboratori Nacional d’Energies Renovables dels EUA gràcies a una estada d’investigació finançada pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats per a la realització del projecte E-Up.
TÈCNIQUES PER A EVITAR TOXICITAT
Rosario Vidal explica: «El nostre treball ha requerit nombroses modificacions metodològiques per a arribar a una tècnica que permet millorar la mesura de la toxicitat dels dissolvents, però també es pot aplicar a altres substàncies químiques que tenen impactes ambientals associats a la salut de les persones». I, en definitiva, els investigadors han arribat a la conclusió que la utilització de dissolvents per a fabricar perovskites «no presenta un problema excessivament greu quant als seus efectes sobre la salut i el medi ambient, encara que sempre s’ha de buscar com reduir aquests impactes», afegeix la catedràtica de l’UJI, investigadora principal del grup Green Investigation and Development (GID).
El catedràtic del Departament de Física de l’UJI i director del Grup de Recerca en Semiconductors Avançats (GAS) de l’INAM, Ivan Mora Seró, comenta que aquesta investigació, realitzada en el marc del projecte Prometeu Q-Devices finançat per la Generalitat Valenciana, s’emmarca en l’estudi de les cèl·lules solars de perovskita, una família de materials nous per a aplicacions fotovoltaiques sorgida fa una dècada i l’interès de la qual és creixent pels increments d’eficiència en producció d’energia solar que aconsegueix. Tanmateix, «a diferència de les tècniques actuals, la deposició de les perovskites es fa en dissolució i, per aquest motiu, és fonamental estudiar i crear metodologies per a detectar els millors solvents per a la seua producció industrial de cara al futur i que, alhora, produïsquen els menors impactes», segons Mora Seró.
TRANSFERÈNCIA A LA INDÚSTRIA I ELS GOVERNS
La principal conclusió d’aquesta investigació internacional, en paraules de Vidal, és «mostrar als investigadors, a la indústria i a les autoritats amb competències legislatives un procediment per a avaluar i minorar els impactes de la producció de panells solars que ens subministraran energia neta i renovable».
Els científics de l’UJI Rosario Vidal i Ivan Mora Seró, i la resta de l’equip investigador, han demostrat que el dimethylsulfoxide (DMSO) presenta el menor impacte total per a la fabricació de les cèl·lules solars de perovskita; de fet, «són l’opció de dissolvents més amigable amb el medi ambient i menys nocius per a la salut humana entre els dissolvents analitzats, si bé, en lloc de ser prescriptius, allò que proposem és un marc perquè nous dissolvents també puguen ser analitzats», asseveren.
Rosario Vidal és catedràtica del Departament d’Enginyeria Mecànica i Construcció de la Universitat Jaume I i investigadora principal del grup Green Investigation and Development (GID). La seua recerca s’ha centrat en l’avaluació mediambiental de productes i nous processos industrials i en l’ecodisseny. Actualment està treballant en l’anàlisi de la sostenibilitat amb el desenvolupament de millores metodològiques, la incorporació de noves tècniques, tant per a la quantificació de les emissions com per a la simulació industrial, per a poder avaluar materials i tecnologies emergents. L’estudi de les perovskites d’halur, realitzat juntament amb el professor Iván Mora Seró, és la seua línia prioritària i on més innovacions està assolint.
Per la seua banda, Iván Mora Seró és catedràtic del Departament de Física de la Universitat Jaume I i investigador principal del Grup de Semiconductors Avançats (GAS) de l’Institut de Materials Avançats. La seua recerca s'ha centrat en el creixement de cristalls, els dispositius nanoestructurats, les propietats de transport i recombinació, la fotocatàlisi i la caracterització elèctrica de sistemes optoelectrònics, fent tant treballs experimentals com teòrics. La seua activitat de recerca recent se centra en nous conceptes per a la conversió fotovoltaica i l'emissió de llum (LED i amplificadors de llum) basats en dispositius nanomètrics i materials semiconductors, seguint dues línies principals: punts quàntics semiconductors i perovskites d'halur. Aquesta última línia és, probablement, la més capdavantera en el desenvolupament de nous dispositius optoelectrònics. En la convocatòria de 2016, Mora Seró va aconseguir una Consolidator Grant del Consell Europeu d’Investigació (ERC) de dos milions d’euros per a desenvolupar el seu projecte No Limit durant cinc anys.
https://www.nature.com/articles/s41893-020-00645-8
Enllaç a Nature Sustainability