És possible reduir el consum d’energia sense que disminueixi la nostra qualitat de vida? Podem produir grans quantitats d’energia de forma sostenible? Gràcies a la recerca, la resposta a les dues preguntes ben aviat podria ser sí. La recerca en nous materials està avançant amb passes de gegant en la millora dels processos productius, és a dir, fer servir recursos més sostenibles i de forma eficient per a obtenir més béns i serveis.

Amb motiu del Dia Mundial de l’Estalvi Energètic, volem destacar dos projectes de recerca innovadora en aquest camp, ambdós seleccionats pel programa MIT-SPAIN ”la Caixa” Foundation SEED FUND. Aquest programa és una iniciativa conjunta de ”la Caixa” i el Massachusetts Institute of Technology (MIT) per impulsar la col·laboració entre grups de recerca espanyols i del MIT en la recerca de solucions als grans reptes del segle XXI en matèria d’energia, salut i economia global. 

Nanomaterials i antenes òptiques per captar millor la llum solar

En col·laboració amb Will Tisdale, del MIT, l’investigador del Centre de Recerca de Física de la Matèria Condensada (IFIMAC-UAM), Ferry Prins, treballa per millorar la interconversió entre la llum i l’electricitat en les tecnologies relacionades amb l’energia solar.

En aquest àmbit de recerca hi ha un interès creixent per substituir el silici, fins ara el material convencional per captar la llum, per altres materials més barats i accessibles. No obstant això, sovint aquests nous nanomaterials presenten una estructura menys ordenada i amb certs defectes que compliquen el transport d’energia a través.

Davant d’aquest problema, els investigadors de tots dos laboratoris han unit forces per plantejar una solució totalment innovadora. En combinar nanomaterials perfeccionats pel MIT i antenes òptiques generades per la UAM, és possible crear alternatives que permetin esquivar qualsevol imperfecció o desordre durant la col·lecció d’energia a través del material. Aquest és el primer pas per aconseguir panells solars econòmics i, alhora, molt eficients. Potencialment, aquesta tecnologia podria convertir qualsevol superfície en un col·lector d’energia. En un escenari com aquest, la llum del Sol podria proporcionar prou energia com per satisfer les necessitats del planeta.

Entendre i controlar el transport de calor a la nanoescala 

Des de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), Marianna Sledzinska, sota la direcció de la investigadora ICREA Clivia M. Sotomayor Torres, col·labora amb Keith Nelson, del MIT. Ambdós equips treballen junts per entendre com es transporta la calor a la nanoescala i com es poden fabricar nous nanomaterials capaços de controlar-ne la dissipació.

El silici és també un material omnipresent en els nanotransistors dels dispositius moderns i és un bon conductor de la calor a escala macro. No obstant, amb la miniaturització electrònica, i amb el pas a l’escala nano, la seva capacitat per al transport tèrmic disminueix moltíssim. Això provoca un sobreescalfament en els nostres dispositius electrònics, que disminueixen el rendiment i fins i tot poden arribar a deixar de funcionar. És per aquest motiu pel qual és tan important trobar nous materials capaços de transportar la calor de forma més eficient a escales tan petites. Entre aquests materials hi ha el grafè, que és el que s’està erigint en material estrella de l’electrònica del futur.

En aquesta cursa per desbancar el silici, és molt important evitar els problemes actuals derivats del sobreescalfament o la dissipació tèrmica. I és per això que equips com el de Sledzinska estudien en profunditat les propietats, tant elèctriques com tèrmiques, dels diferents materials candidats.