Descripción del proyecto
EN LOS ULTIMOS AÑOS, EL GRAFENO Y LOS MATERIALES 2D HAN SIDO TEMAS DE INVESTIGACION QUE HAN GENERADO EL MAYOR NUMERO DE PUBLICACIONES. LAS TECNICAS PARA LA FABRICACION DE ESTOS MATERIALES HAN EVOLUCIONADO INCREIBLEMENTE, PERO SU INCORPORACION A DISPOSITIVOS REALES AUN ES ESCASA. GRAPHENE FLAGSHIP RECONOCE LA NECESIDAD DE ENCONTRAR APLICACIONES DE ESTOS MATERIALES EN DISPOSITIVOS REALES Y DE PROMOVER LA INTERACCION ENTRE LOS LABORATORIOS DE INVESTIGACION Y LA INDUSTRIA.POR OTRO LADO, LA DEMANDA DE ENERGIA POR PARTE DE LOS CIUDADANOS HA IDO CRECIENDO EN LAS ULTIMAS DECADAS EN TODO EL MUNDO, Y LA UE SE HA FIJADO EL OBJETIVO DE LOGRAR PARA 2030 AL MENOS UNA REDUCCION DEL 32,5% DEL CONSUMO ANUAL DE ENERGIA PRIMARIA FOMENTANDO LA CREACION DE LAS CIUDADES INTELIGENTES. PARA LOGRAR ESTE OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE ES NECESARIO CREAR DISPOSITIVOS EFICIENTES A PARTIR DE NUEVOS MATERIALES AVANZADOS QUE PERMITAN GENERAR Y ALMACENAR ENERGIA DE FORMA SEGURA, SOSTENIBLE Y LIMPIA.POR ESTAS RAZONES, EN ESTE PROYECTO SE PROPONE APLICAR GRAFENO Y MATERIALES 2D A SISTEMAS DE PRODUCCION Y ALMACENAMIENTO DE ENERGIAS RENOVABLES CON EL OBJETIVO DE MEJORARLOS. SE PROPONE CONCRETAMENTE ACOMETER LA IMPLEMENTACION DE GRAFENO Y MATERIALES 2D EN: (A) CELULAS SOLARES AVANZADAS QUE, ADEMAS DE GENERAR ENERGIA, TIENEN LA CAPACIDAD DE ALMACENARLA MEDIANTE SUPERCONDENSADORES AÑADIDOS EN SU PARTE POSTERIOR, Y (B) SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE HIDROGENO APLICABLES A PILAS DE COMBUSTIBLE.EL PROYECTO REQUIERE LA COMBINACION DE LA EXPERIENCIA DE DIFERENTES GRUPOS DE INVESTIGACION. EL INSTITUTO DE SISTEMAS OPTOELECTRONICOS Y MICROTECNOLOGIAS (ISOM) DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID Y EL CENTRO DE INVESTIGACIONES ENERGETICAS, AMBIENTALES Y TECNOLOGICAS (CIEMAT).LOS INVESTIGADORES DEL ISOM FABRICARAN MONOCAPAS DE GRAFENO DE ALTA CALIDAD Y ESPUMAS 3D MEDIANTE UN SISTEMA DE DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR (CVD). EL GRAFENO TIENE PROPIEDADES EXCEPCIONALES Y UNA GRAN VERSATILIDAD PARA MUCHAS APLICACIONES. EN PRIMERA INSTANCIA, SU TRANSPARENCIA Y ALTA CONDUCTIVIDAD ELECTRICA PERMITIRAN ESPERAR UNA MEJORA DE LA EFICIENCIA DE LAS CELULAS SOLARES FRENTE AL ITO. EN ESE CASO, SERA NECESARIO APILAR VARIAS CAPAS DE GRAFENO PARA REDUCIR LA RESISTENCIA DE HOJA. TAMBIEN SE ESTUDIARA EL DOPAJE DE CAPAS DE GRAFENO Y LA INCLUSION DE OTROS MATERIALES 2D PARA CONSEGUIR UNA MAYOR CONDUCTIVIDAD. ADEMAS SE UTILIZARAN GRAFENO Y MATERIALES 2D PARA DESARROLLAR DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS DE BARRERA SCHOTTKY.UN ASPECTO DE VITAL IMPORTANCIA ES LA DEPOSICION CONTROLADA DE LAS DIFERENTES CAPAS DE GRAFENO O MATERIALES 2D EN LOS DISPOSITIVOS A FABRICAR. POR TANTO, SE DESARROLLARAN DOS SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMATICA. UNO PARA CAPAS DE GRAFENO Y OTRO PARA MATERIALES 2D. POR OTRO LADO, LA SUPERFICIE ESPECIFICA SUPERIOR DEL GRAFENO PERMITIRIA SU USO EN FORMA DE ESPUMAS TANTO EN SUPERCONDENSADORES PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA GENERADA DIRECTAMENTE POR CELULAS SOLARES COMO EN SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE HIDROGENO PARA SU APLICACION EN CELULAS DE COMBUSTIBLE.EN RESUMEN, EL SUBPROYECTO 2 DESARROLLARA MATERIAL GRAFENICO Y NUEVAS HERRAMIENTAS DE TRANSFERENCIA PARA SU USO EN DISPOSITIVOS DE GENERACION Y ALMACENAMIENTO DE ENERGIA Y PROPORCIONA UN ENTORNO IDEAL PARA LA FORMACION DE INVESTIGADORES. LOS OBJETIVOS ESTAN DENTRO DE LAS PRIORIDADES DE LOS RETOS DE INVESTIGACION DEL MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION, LOS ODS DE LA ONU Y LA ALIANZA EUROPEA DE INVESTIGACION EN ENERGIA. NERGIA GRAFENO\HIDROGENO\SUPERCONDENSADOR\CELULA SOLAR\NANOMATERIALES