Descripción del proyecto
LA NECESIDAD DE ENERGIA LIMPIA, RENOVABLE Y SOSTENIBLE IMPULSA LA INVESTIGACION, DESARROLLO E INNOVACION EN EL CAMPO DE LA FOTOSINTESIS ARTIFICIAL PARA OBTENER COMBUSTIBLES SOLARES: EN PARTICULAR, LA DISOCIACION DEL AGUA COMO METODO DE OBTENCION DE HIDROGENO O LA REUTILIZACION DEL CO2 COMO VIA DE DISPONER DE COMBUSTIBLES BASADOS EN C1 (METANO, METANOL,,,,), ADEMAS, LA PRODUCCION DE COMBUSTIBLES SOLARES ES UNA CLARA ALTERNATIVA PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA, QUE ES UNO DE LOS GRANDES PROBLEMAS DEL SISTEMA ENERGETICO CON Y SIN RENOVABLES, LOS PRINCIPALES DESAFIOS RADICAN EN EL CUMPLIMIENTO DE LOS REQUISITOS DE COSTES, SELECTIVIDAD Y PRODUCTIVIDAD PARA SER COMPETITIVOS FRENTE A LAS NECESIDADES REALES Y LOS COSTOS DE MERCADO, 6C POR KWH ELECTRICOS EN ESPAÑA EN 2012, O MAS DE 4 / KG DE HIDROGENO DE ELECTROLISIS,EN ESTE PROYECTO, SE PROPONE EL DESARROLLO DE FOTO-ELECTRODOS Y FOTO-REACTORES ELECTROQUIMICOS BASADOS EN UNA CONFIGURACION TANDEM A PARTIR DE MATERIALES NANOESTRUCTURADOS,LA ALTA EFICIENCIA DE LOS FOTOELECTRODOS REQUIERE CARACTERISTICAS QUE DEBE GARANTIZAR LA FUNCIONALIDAD DE LOS DISPOSITIVOS: 1) ABSORCION DE FOTONES; 2) SEPARACION DE CARGA Y GESTION DE LA FOTOCORRIENTE Y 3) TRANSFERENCIA DE CARGA, PARA ELLO, SE PRETENDE DESARROLLAR CONFIGURACIONES DE DISPOSITIVOS "EN TANDEM", BASADAS, COMO ABSORBEDOR, EN ESTRUCTURAS SEMICONDUCTORAS PLANARES O DE NANO HILOS SOPORTADAS SOBRE DIFERENTES SUSTRATOS, TANTO PARA EL SISTEMA DE H2 COMO PARA EL DE REDUCCION DEL CO2, ADEMAS, SE DEBE FACILITAR QUE LOS PORTADORES MINORITARIOS INDUCIDOS MEDIANTE LA ILUMINACION, PUEDAN SER TRANSFERIDOS AL ELECTROLITO PARA LA TRANSFORMACION CATALITICA SIN DEGRADACION DE LA SUPERFICIE, POR TANTO, PARA EVITAR EL CONTACTO ENTRE LA SUPERFICIE DEL SEMICONDUCTOR Y EL ELECTROLITO, LA SUPERFICIE DE CADA MATERIAL SERA PROTEGIDA CON UNA CAPA DE ESPESOR TUNEL, CON CARACTERISTICAS DE INTERFICIE IDEAL, FINALMENTE, PARA INDUCIR Y FAVORECER LAS REACCIONES SE ACTIVARAN ESTAS SUPERFICIES PASIVADAS CON ELEMENTOS CATALITICOS, LA OPTIMIZACION DE ESTAS CONDICIONES SE CONSIGUEN EN LA UTILIZACION DE UNA CONFIGURACION DE "SISTEMA TANDEM" QUE PERMITE EL ACOPLO ENTRE LOS MATERIALES DE CATODO Y ANODO OBTENIENDOSE LAS MEJORES CONDICIONES DE TRABAJO, POLARIZACION/FOTOCORRIENTE, Y POR TANTO DE BALANCE ENERGETICO, LA CONDICION 1) REQUIERE UNA ALTA CAPACIDAD DE ABSORCION OPTICA EN EL MATERIAL, MIENTRAS QUE LA CONDICION 2) REQUIERE UN CONTROL DE LAS PROPIEDADES ELECTRONICAS DE LAS DIFERENTES INTERFICIES Y LA 3), PRECISA DE UNA MEJOR COMPRENSION DEL PROCESO DE ELECTRO CATALITICO QUE SE PRODUCE EN LA SUPERFICIE DE CENTROS REACTIVOS, AMBOS CASOS, ANODOS Y CATODOS SON CONSIDERADOS, ADEMAS, SE DESTACA LA NECESIDAD DE UNA CARACTERIZACION ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DETALLADA DEL SEMICONDUCTOR, SUS INTERFICIES ASI COMO DEL CATALIZADOR, ESPECIALMENTE AL UTILIZAR NANOHILOS,ESTAS ACTIVIDADES SERAN UTILIZADAS PARA LA IMPLEMENTACION DE UN FOTOREACTOR PARA EVALUAR LA PRODUCCION DE COMBUSTIBLES SOLARES Y ASEGURAR SU ESCALADO PARA LA EXPLOTACION INDUSTRIAL A PARTIR DE LA COMBINACION ACOPLADA DE CELDAS > 50CM2, SE PREVE, STH -SOLAR TO HYDROGEN- SUPERIOR AL 10% SEGUN LOS OBJETIVOS DE LA HOJA DE RUTA EUROPEA CON FOTOCORRIENTE SUPERIOR A 10 MA/CM2 Y DURABILIDAD DE >1,000 H, BAJO EL MISMO MARCO DE APLICACION INDUSTRIAL, EN RELACION CON EL METANO, TAMBIEN SE ESPERA A 1 SOL 10L/M2H POR ENCIMA DE LA PRODUCTIVIDAD COMPETITIVA A BAJO COSTE, NANOESTRUCTURA\CORESHELL\NANOHILO\COMBUSTIBLES-SOLAR\FOTOSINTESIS-ARTIFICIAL\HIDROGENO-SOLAR\METANO-SOLAR\FOTOREACTOR\ESTRUCTURA-TÁNDEM\SOLAR-TO-FUEL