La emergencia climática es de una urgencia especial a orillas del Mediterráneo. El incremento global de temperatura de un grado Celsius en las últimas décadas es ya un hecho. Pero en el País Valenciano la situación está mucho más avanzada: la temperatura media anual ha subido ya casi 2º C desde 1970. Existen diferentes efectos que producen una transformación acelerada con un gran impacto sobre nuestras viviendas e infraestructuras. Las escenas negativas para nosotros actuarán de forma creciente en las próximas décadas de una manera que no sabemos predecir. La respuesta de la sociedad será determinante para mitigar su impacto y adaptarnos a un futuro nuevo y diferente.
La ciencia es una pieza clave de la respuesta. La investigación en el Instituto de Materiales Avanzados de la Universitat Jaume I impulsa principalmente líneas estratégicas relacionadas con la sostenibilidad y a confrontar las causas y los efectos de la emergencia climática. Las dos direcciones dominantes son: 1. La química para transformar la sociedad y 2. La conversión y gestión de la energía.
Un motor de las investigaciones es la obtención de energía limpia y eficiente, con especial atención a la investigación de materiales y dispositivos para abordar el suministro de electricidad de bajo coste y bajo carbono, los combustibles alternativos y las fuentes de energía móviles. Los objetivos específicos de la investigación contienen un conjunto de temas en energías renovables, fotónica y contribución de catálisis a una energía limpia y eficiente. Por ejemplo, se prevén nuevas herramientas de espectroscopía a nanoescala, la preparación de nuevos materiales para rutas físicas y la conexión de semiconductores con materia viva para esas actividades.
La principal fuente de las emisiones de CO2 que, en definitiva, han causado el cambio climático, se produce en el ámbito de la generación de energía. La ciencia de materiales investiga diferentes ámbitos para conseguir una transformación de la energía y llegar a la descarbonización más rápidamente. Por un lado, se estudian intensamente las células fotovoltaicas de bajo coste con materiales innovadores. Por otro, se avanza hacia la producción de combustibles libres de carbono, como el hidrógeno con fuentes renovables. Estos avances pueden tener un gran impacto en la transformación de la electricidad y el transporte.
La investigación en el Instituto de Materiales Avanzados de la Universitat Jaume I impulsa líneas estratégicas relacionadas con la sostenibilidad y a confrontar las causas y los efectos de la emergencia climática.
Perovskita es originalmente el nombre mineral del titanato de calcio, que con frecuencia se aplica a la clase de materiales que poseen el mismo tipo de estructura cristalina. La célula solar de perovskita de halogenuros metálicos orgánicos e inorgánicos se reportó en 2009 y se ha convertido en un campo de investigación muy prometedor en el desarrollo de una nueva tecnología fotovoltaica y en un tema central de interés en semiconductores y ciencia de materiales. Las eficiencias de conversión de energía solar evolucionaron rápidamente del 10-11 %, en 2012, al 25,5 %, en 2020, superando a muchas tecnologías establecidas anteriormente que tardaron varias décadas en desarrollarse. Las excelentes propiedades de las perovskitas híbridas permitirán realizar una producción económica de energía solar a gran escala en células fotovoltaicas y, además, aprovechando las características ideales de conversión de energía a luz y el transporte de carga versátil, se pueden utilizar otros dispositivos importantes, como los sensores de luz, transductores fotoelectrocatalíticos para la generación de combustible a partir de la luz solar y matrices de memoria electrónica. El desarrollo de estrategias para eliminar problemas tecnológicos creando estructuras semiconductoras inhomogéneas más complejas es un tema principal de investigación en el INAM, que también aprovecha la colaboración entre sus unidades de colaboración para ser uno de los fundadores de una nueva aplicación para perovskita de haluros, basada en las excelentes propiedades ópticas de las nanopartículas de perovskita (denominadas puntos cuánticos).
Además, nuestra visión de aportar información científica para producir aplicaciones avanzadas para un futuro mejor compromete firmemente el desarrollo de una innovación aplicada real que se pueda transferir a la industria. Castelló tiene una industria de primer nivel mundial en el sector del revestimiento cerámico. Esta posición se ha conseguido gracias al gran esfuerzo realizado por la propia industria en I+D en la mejora de materiales, procesos de producción y diseño de productos, que se ha mantenido a lo largo de los años. Tanto para mantenerse en la posición actual, como para alcanzar una posición de liderazgo global, es necesario continuar innovando e introducir nuevos productos y aplicaciones que no sean perjudiciales y que permitan abrir nuevos mercados. El INAM desarrolla líneas de investigación aplicada en cooperación con la Agencia Valenciana de Innovación (AVI).
Juan Bisquert
Catedrático de Física Aplicada, director del Instituto de Materiales Avanzados, Universitat Jaume I
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