Un nuevo compuesto químico creado por investigadores de la Universidad de West Virginia está iluminando el camino hacia la energía renovable.

El compuesto es un fotosensibilizador, lo que significa que promueve reacciones químicas en presencia de luz. Tiene muchas aplicaciones potenciales para mejorar la eficiencia de tecnologías modernas que van desde paneles solares que producen electricidad hasta teléfonos celulares.

El estudio, publicado el 16 de marzo en Química de la naturaleza , fue realizado por investigadores en el laboratorio del Profesor Asistente de Química Carsten Milsmann con el apoyo de su Premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias.

Actualmente, estas tecnologías se basan en metales preciosos, como el iridio y el rutenio, funcionar. Sin embargo, solo quedan suministros limitados de estos materiales en el mundo, haciéndolos no renovables, de difícil acceso y caro.

"Nos dimos cuenta de que se han realizado pocos esfuerzos para estudiar los metales más abundantes titanio y circonio porque a menudo no es tan fácil trabajar con ellos. Los metales preciosos siempre han sido los elementos de referencia debido a sus propiedades químicas favorables que los hacen más fáciles de manipular. usar y estudiar, y así es principalmente como se ha hecho sobre el terreno, ", Dijo Milsmann." Esperamos cambiar eso ".

El compuesto de Milsmann está hecho de circonio, que es mucho más abundante y de fácil acceso, convirtiéndola en una opción más sostenible y rentable. El compuesto también es estable en una variedad de condiciones, como el aire, agua y cambios de temperatura, lo que facilita el trabajo en una variedad de entornos.

Dado que el compuesto puede convertir la luz en energía eléctrica, podría usarse en la creación de paneles solares más eficientes.

Los paneles solares generalmente se fabrican con silicio y requieren un umbral mínimo de luz para recolectar y almacenar energía. En lugar de usar silicio, Los investigadores llevan mucho tiempo explorando la alternativa de los dispositivos sensibilizados con colorantes, en el que las moléculas coloreadas recogen la luz y funcionan en condiciones de poca luz. Como beneficio adicional, esto también permite la producción de componentes semitransparentes. Hasta la fecha, los tintes necesarios dependen en gran medida del precioso material rutenio, pero el nuevo compuesto de Milsmann podría potencialmente reemplazarlo en el futuro.

"El problema con la mayoría de los paneles solares es que no funcionan bien en días nublados. Son bastante eficientes, económicos y con una larga vida útil, pero necesitan condiciones de luz intensa para funcionar de manera eficiente, "Dijo Milsmann." Una forma de evitarlo es hacer versiones sensibilizadas con colorante donde un compuesto de color absorbe la luz para producir electricidad en cualquier condición climática. En el futuro, podríamos diseñar edificios que produzcan energía, esencialmente haciendo la fachada de su edificio, incluyendo todas sus ventanas, en una planta de energía ".

En el otro lado el compuesto también podría usarse en diodos emisores de luz orgánicos, que convierten la energía eléctrica en luz, esencialmente invirtiendo la función de un panel solar. Esta característica convierte al compuesto en una fuente de luz potencial para producir pantallas de teléfonos móviles más eficientes.

"Muchas pantallas de teléfonos móviles contienen iridio, otro compuesto de metal precioso que hace exactamente lo que hace nuestro compuesto, "Dijo Milsmann." La ventaja de tener un diodo emisor de luz es que la mayor parte de su energía se convierte en luz. En el pasado, las fuentes de luz eran ineficientes porque solo convertían en luz una pequeña fracción de la energía que recibían ".

El siguiente paso del equipo de investigación es hacer que el compuesto sea soluble en agua para que pueda usarse potencialmente en aplicaciones biomédicas. como la terapia fotodinámica para pacientes con cáncer.

"El compuesto puede producir especies reactivas de oxígeno que inducen la muerte celular. Suena realmente peligroso, pero debido a que la reacción solo ocurre durante la exposición a la radiación con luz, su ubicación y duración pueden controlarse estrictamente, "Dijo Milsmann." Si puedes enfocar tu luz en un punto específico, puede generar especies reactivas de oxígeno para actuar solo en respuesta a la luz, haciéndolo seguro. Esto tiene el potencial de eliminar tumores de forma menos invasiva que mediante cirugías y quimioterapia ".