En su decimotercera edición, el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas ha sido concedido a Paul Alivisatos (Universidad de California en Berkeley, EEUU) y Michael Grätzel (Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza) por sus contribuciones fundamentales al desarrollo de nuevos nanomateriales que ya se están aplicando hoy tanto en la producción de energía renovable como en la electrónica de última generación.
El acta redactada por el jurada señala que: “El trabajo rompedor de Grätzel incluye la invención de un tipo de célula solar sensibilizada por colorante, que lleva su nombre” y “Alivisatos ha logrado aportaciones pioneras utilizando nanocristales semiconductores para aplicaciones en energía y visualización en pantallas”.
La forma en que la luz interacciona con la materia lleva siglos fascinando a los científicos, y el esfuerzo por controlar esa interacción al máximo detalle está en la base de poderosas tecnologías en la actualidad. Alivisatos y Grätzel son pioneros en controlar la pareja luz-materia, actuando sobre esta última mediante el uso de nanomateriales. El jurado los reconoce por ser figuras clave en la ciencia fundamental que ha permitido “el uso de nanoestructuras para la conversión de energía”.
Grätzel –nominado por Jean S. Hesthaven, decano de la Facultad de Ciencias Básicas de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL)– fue el primero en combinar sistemas moleculares y nanopartículas para fabricar un nuevo tipo de células solares que imitan la fotosíntesis, acercando el objetivo de convertir la luz del sol en una fuente de electricidad limpia, eficiente y barata a gran escala.
Alivisatos ha empleado nanocristales con apenas unos miles de átomos, los llamados ‘puntos cuánticos’, para emitir luz cuyo color puede ser controlado de manera muy precisa. Ha usado estos nanocristales también para buscar nuevas fuentes de energía renovable y en el presente la aplicación más avanzada de su trabajo es una nueva generación de pantallas que incorporan puntos cuánticos para lograr una alta calidad cromática y ya se comercializan como televisores QLED, de Quantum Dot LED.
En cierto modo, ha explicado Alivisatos por videoconferencia tras conocer el fallo, “Michael ha investigado más en cómo convertir en electricidad la luz que entra en el sistema, mientras que las aplicaciones derivadas de mi trabajo tienen que ver más con cómo convertir la energía en luz que sale del sistema, y que la gente puede usar”.
Ambos galardonados están convencidos de que, ante la grave amenaza del cambio climático y la necesidad de producir energía renovable a gran escala, las nuevas líneas de investigación abiertas por su trabajo en el campo de los nanomateriales representan una de las posibles soluciones desde el ámbito de la ciencia y la tecnología. “El cambio climático”, señala Grätzel, “es en efecto un gran desafío. Debemos reducir nuestro uso de combustibles fósiles y la energía fotovoltaica tiene que aumentar su capacidad por un factor de 200 en las próximas décadas. Por tanto, necesitamos nuevas tecnologías, y la célula sensibilizada por colorante ha llevado a la creación de la nueva célula de perovskita, cuya eficiencia en pruebas piloto ya está superando a las células convencionales de silicio”.
Alivisatos, por su parte, está convencido de que los nanomateriales aún no han demostrado todo su potencial, y que tendrán un papel clave para abordar el gran reto medioambiental de nuestro tiempo: “El cambio climático es uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la humanidad, y parte de ese reto implica aprender a fabricar nuevos materiales que puedan captar la energía del sol, con las menores pérdidas posibles de energía, y además hacerlo a gran escala. Hemos comprobado que los nanomateriales se pueden fabricar con una calidad altísima y a un coste relativamente bajo. Se pueden usar para absorber la luz del sol, y que al hacerlo no pierdan energía en forma de calor, lo que permite una conversión más eficiente en electricidad. Michael Grätzel ya ha mostrado algunos usos de los nanomateriales en la energía solar, pero veremos muchos más a lo largo de los próximos años”.
