Nanotecnología aplicada a los sistemas de conversión de energía solar
Los sistemas de nanotubos de óxidos monodimensionales (1D) y autoorganizados son un tema candente de investigación en los últimos tiempos, ya que la elevada relación entre el área de superficie y el volumen que los caracteriza da lugar a propiedades interesantes y útiles. En concreto, en los últimos veinte años, se han estudiado a fondo los arrays ordenados de óxido de titanio (TiO2) poroso, o nanotubos de TiO2, que se logran mediante anodización electroquímica. Hasta la fecha, el TiO2 es el único material adecuado para ser utilizado como fotocatalizador (sustancia que utiliza la energía luminosa para potenciar las reacciones químicas) debido a su alta eficiencia y estabilidad, su escaso coste y su excelente perfil de seguridad para las personas y el medio ambiente. Un equipo de investigadores europeos asociados en el proyecto TI- Nanotubes («Preparación, caracterización y aplicación de nanotubos de óxido de titanio autoorganizados») se propusieron preparar y caracterizar nanotubos de TiO2 autoorganizados con una estructura ordenada similar a la de los nanotubos de óxido de aluminio (Al2O3) poroso y silicio (Si). En particular, los investigadores trataron de comprender los parámetros esenciales que rigen la autoorganización de los nanotubos de TiO2, especialmente aquéllos que afectan a las dimensiones, la orientación y la morfología del tubo. El objetivo final era desarrollar nuevos materiales funcionales y estructurales con características de rendimiento superiores para que puedan utilizarse en sistemas de conversión de energía solar tales como las células solares sensibilizadas por colorantes (DSSC). Los socios del proyecto estudiaron los mecanismos de autoordenación de los nanotubos de TiO2 mediante una gran variedad de técnicas de análisis de superficies, que incluyen la espectrometría de retrodispersión Rutherford (RBS) y el análisis por reacciones nucleares (NRA), para la determinación de perfiles en profundidad. El consorcio de TI- Nanotubes logró producir arrays de nanotubos de TiO2 dopados con plata (Ag) o hierro (Fe), que demostraron poseer una mayor actividad fotocatalítica, un factor importante para las aplicaciones de conversión de energía solar. El aprovechamiento comercial de los resultados del proyecto TI- Nanotubes podría ayudar a mejorar la eficiencia y la utilización de la energía solar, lo que sería muy beneficioso para la economía y los ciudadanos de la Unión Europea, así como para el resto del planeta.
