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Autora: Nicté Luna

5 de agosto de 2024

Aprovechar las fuentes de energía renovables para generar energía limpia implica el desarrollo de diferentes tecnologías. Si bien estas contribuyen a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (como el dióxido de carbono) durante la producción de electricidad, en su proceso de fabricación se generan desechos con un gran impacto ambiental en el agua y el suelo.

Los métodos químicos para la producción de materiales, como la síntesis hidrotermal, la síntesis química solvotérmica, la electrodeposición química, la deposición de baño químico y el recubrimiento por centrifugación, utilizan reactivos, disolventes y materiales auxiliares que se consideran contaminantes. En 1991, los investigadores P. Anastas y J. Warn publicaron los "12 principios de la química verde", cuyo objetivo es reducir al mínimo o eliminar el uso de sustancias nocivas en los procesos químicos. En la actualidad, estos principios son relevantes para la investigación y el desarrollo de tecnologías en el área de las energías renovables.

"La celda solar es una tecnología que genera energía limpia y no tiene un impacto ambiental durante la producción de electricidad; sin embargo, durante el proceso de fabricación se generan desechos que contaminan el agua, el suelo e incluso el aire. Pero podemos sustituir algunos compuestos que se usan en el proceso de síntesis de materiales por otros que sean menos contaminantes", comentó el Dr. Sebastián Joseph P., investigador del Instituto de Energías Renovables de la UNAM.

Desde esta perspectiva, se pueden fabricar cualquiera de las capas que conforman una celda solar (semiconductor tipo N, tipo P, capa interfacial) con una menor huella ecológica. "La síntesis verde se suele utilizar para producir compuestos como el óxido de titanio, el teluro de cadmio, el cobre-indio-selenio, el cobre-indio-galio-selenio, las perovskitas o las queseritas que se utilizan para fabricar la celda solar", añadió el reconocido investigador del IER-UNAM.

De acuerdo con el académico de la UNAM, el óxido de titanio ha sido uno de los materiales producidos mediante biosíntesis basado en un extracto de planta; este  ha funcionado bien debido a sus propiedades eléctricas, mecánicas, ópticas e incluso por su morfología y porosidad.

El grupo liderado por el Dr. Sebastián Joseph ha implementado la química verde en sus experimentos desde hace diez años. Desde entonces, buscan utilizar la biomasa disponible que no represente un conflicto con las necesidades alimentarias de la población para generar materiales y energía.

"Nuestra filosofía es una economía circular y la biorefinería. Nos basamos en un producto agroindustrial o agrícola para obtener catalizadores y materiales de valor agregado; buscamos aprovechar todo para no dejar ningún desecho", añadió.

Están desarrollando aplicaciones como celdas solares, producción de hidrógeno, biodiésel, bioetanol y biogás, aprovechando biomasa como cáscaras o los desechos agrícolas que deja el cultivo de maíz y poniendo en práctica los principios de la química verde.

Lecturas recomendadas
Reyes-Vallejo, O., Torres-Arellano, S., Aleman-Ramirez, J. L., & Sebastian, P. J. (2024). Green chemical synthesis of photovoltaic materials. En S. Sundaram (Ed.), Photovoltaics beyond silicon (pp. 405-435). Elsevier.