L’emergència climàtica té una urgència especial a la vora del Mediterrani. L’increment global de temperatura d’un grau Celsius en les últimes dècades és ja un fet. Però al País Valencià la situació està molt més avançada: La temperatura mitjana anual ha pujat ja casi 2º C des de 1970. Existeixen diferents efectes que produeixen una transformació accelerada amb un gran impacte sobre els nostres habitatges i infraestructures. Les escenes negatives per a nosaltres aniran actuant creixentment en les pròximes dècades d’una forma que no sabem predir. La resposta de la societat serà determinant per a mitigar l’impacte i adaptar-nos a un futur nou i diferent.
La ciència és una peça clau de la resposta. La investigació en l’Institut de Materials Avançats de la Universitat Jaume I impulsa principalment línies estratègiques relacionades amb la sostenibilitat i a confrontar les causes i els efectes de l’emergència climàtica. Les dos direccions dominants són: 1. La química per a transformar la societat i 2. La conversió i gestió de l’energia.
Un motor de les investigacions és l’obtenció d’energia neta i eficient, amb especial atenció a la investigació de materials i dispositius per a abordar el subministrament d’electricitat de baix cost i baix carboni, els combustibles alternatius i les fonts d’energia mòbils. Els objectius específics de la investigació contenen un conjunt de temes en energies renovables, fotònica i contribució de catàlisi a una energia neta i eficient. Per exemple, es preveuen noves eines d’espectroscòpia a nanoescala, la preparació de nous materials per rutes físiques i la connexió de semiconductors amb matèria viva per a aquestes activitats.
La principal font de les emissions de CO2, que en definitiva han causat el canvi climàtic, es produeix en l’àmbit de la generació de l’energia. La ciència de materials investiga diferents àmbits per a fer una transformació de l’energia i arribar a la descarbonització més ràpidament. Per un costat, s’estudien intensament les cèl·lules fotovoltaiques de baix cost amb materials innovadors. Per un altre s’avança cap a la producció de combustibles lliures de carboni com l’hidrogen amb fonts renovables. Aquests avançaments poden tindre un gran impacte en la transformació de l’electricitat i el transport.
La investigació a l’Institut de Materials Avançats de la Universitat Jaume I impulsa línies estratègiques relacionades amb la sostenibilitat i a confrontar les causes i els efectes de l’emergència climàtica.
Perovskita és originalment el nom mineral del titanat de calci, que sovint s’aplica a la classe de materials que posseeixen el mateix tipus d’estructura cristal·lina. La cèl·lula solar de perovskita d’halogenurs metàl·lics orgànics i inorgànics es va reportar en 2009 i s’ha convertit en un camp de recerca molt prometedor en el desenvolupament d’una nova tecnologia fotovoltaica i en un tema central d’interès en semiconductors i ciència de materials. Les eficiències de conversió d’energia solar van evolucionar ràpidament del 10-11 % el 2012 al 25,5 % el 2020 superant moltes tecnologies establertes anteriorment que van trigar diverses dècades a desenvolupar-se. Les excel·lents propietats de les perovskites híbrides permetran realitzar una producció econòmica d’energia solar a gran escala en cèl·lules fotovoltaiques i, a més, aprofitant les característiques ideals de conversió d’energia a llum i el transport de càrrega versàtil, es poden utilitzar altres dispositius importants, com ara sensors de llum, transductors fotoelectrocatalítics per a la generació de combustible a partir de la llum solar i matrius de memòria electrònica. El desenvolupament d’estratègies per eliminar problemes tecnològics creant estructures semiconductores inhomogènies més complexes és un tema principal d’investigació a l’INAM, que també aprofita la col·laboració entre les seves unitats de recerca per ser un dels fundadors d’una nova aplicació per a perovskita d’halurs, basada en les excel·lents propietats òptiques de les nanopartícules de perovskita (anomenats punts quàntics).
A més, la nostra visió d’aportar informació científica per a produir aplicacions avançades per a un futur millor, compromet fermament a desenvolupar una innovació aplicada real que es puga transferir a la indústria. Castelló té una indústria de primer nivell mundial en el sector de les rajoles ceràmiques. Aquesta posició s’ha aconseguit gràcies al gran esforç realitzat per la mateixa indústria en R+D en la millora de materials, processos de producció i disseny de productes, que s’ha mantingut al llarg dels anys. Tant per a mantenir-se en la posició actual com per a assolir una posició de lideratge global, és necessari continuar innovant i introduir-hi nous productes i aplicacions que no siguen perjudicials i que permeten obrir nous mercats. L’INAM desenvolupa línies de recerca aplicada en cooperació amb l’Agència Valenciana d’Innovació (AVI).
Juan Bisquert
Catedràtic de Física Aplicada, director de l’Institut de Materials Avançats, Universitat Jaume I
Bio
