Celdas solares y producción-almacenamiento de hidrógeno

Nuestro aporte regional a esta nueva etapa en el desarrollo de la humanidad deben ser las energías limpias y la minería verde. Tenemos todo para consolidar a nuestra región en un complejo energético y minero de clase mundial, alineado con los actuales desafíos de nuestro planeta. Somos líderes mundiales en la producción de metales claves para el mundo; tenemos una radiación solar y vientos de privilegio; las energías renovables para una minería verde son una conjunción virtuosa; tenemos 1500 empresas regionales calificadas en Sicep; disponemos de un ecosistema universitario educacional; nuestro sector portuario, logístico, de ferrocarril y transporte terrestre es muy experimentado. Además, para los próximos 10 años lideramos la cartera de proyectos de inversión en minería con US$ 23.630 millones y, también tenemos el liderazgo en proyectos en construcción en energía con un monto de US$ 2.672 millones, todos en energías renovables. Sin duda, tenemos una musculatura productiva robusta para dar un nuevo paso estratégico y consolidar un ecosistema productivo diversificado/tecnológico/educativo sinérgico y encadenado al sector energético y minero.

Por otra parte, es muy importante destacar que nuestra región cuenta con un capital adicional y fundamental para transformar este nuevo desafío en una realidad, nos referimos a la familia de líderes regionales; públicos y privados; empresariales, sociales y universitarios; que han construido relaciones de confianza trabajando en equipo teniendo como único norte el desarrollo sustentable y sostenible de nuestra región. Las autoridades, líderes gremiales, líderes sociales, rectores universitarios, trabajan en diversas instituciones regionales que les han permitido desarrollar este valioso capital cultural.

El reconocimiento de estas fortalezas es la base objetiva fijarnos los objetivos y asumir las tareas pendientes; es decir, para trabajar en todo aquello que nos falta desarrollar, en lo que somos débiles o que no hemos logrado avances significativos. Sin pretender agotar el tema, los siguientes son desafíos claves: suelo fiscal para parques industriales y desarrollo social; desarrollo tecnológico y productividad; proveedores regionales integrados a grandes empresas y mercados globales; permisología; gestión ambiental y eficiencia energética; gestión empresarial con valor compartido; integración universidad-empresa; calidad de educación y cobertura inicial; capital humano avanzado.

Después de una lucha de muchos años, tenemos un gobernador regional electo que, no cabe duda, trabajando en equipo con los líderes regionales, lograremos consolidarnos como este complejo energético y minero verde que hace un aporte clave a la humanidad.

Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad Católica del Norte (UCN) están iniciando nuevos estudios de energías renovables en los departamentos de Física, Química y Ciencias Farmacéuticas; así como a nivel internacional con la Universidad del Valle, de Colombia, y con el Centro de Investigación Avanzada (CINVESTAV) y del Instituto Politécnico Nacional (IPN) Sede Saltillo, de México. Esta colaboración estará focalizada hacia la investigación de nuevas celdas solares de tercera generación y a la producción-almacenamiento de hidrógeno.

Desde hace décadas, el cambio climático ha alentado la generación de energías limpias, tornándose en un tema de interés mundial la búsqueda de alternativas fiables para dar sustentabilidad continua a la demanda de energía, entre ellas solar, eólica, biomasa, hidráulica y aquella obtenida del hidrógeno. Actualmente, el crecimiento de las plantas instaladas no ha mostrado un crecimiento sostenido en orden de cumplir con los objetivos de reducción de carbono en conformidad al Acuerdo de París, y mucho menos para hacer frente a esta crisis climática. Por otro lado, es muy probable que el impacto económico inducido por el COVID-19 desacelere la expansión de nuevas fuentes de energía.

Investigadores de la Facultad de Ciencias de la UCN han trabajado por largo tiempo en el estudio de celdas solares de tercera generación, utilizado la nanotecnología para nanoestructurar los materiales con procesos físicos y químicos, con el fin es aumentar la eficiencia de los prototipos. Recientemente, un nuevo tema de investigación con nuevos materiales está siendo estudiado para fabricar celdas heterogéneas de óxidos metálicos (AOx con A=Ni, Mo y Ti etc.) y materiales bidimensionales (grafeno y AMx con A=Mo, W y Zn, B=S, Se y x=1,2 etc.) depositados sobre silicio dopado.

Otro tema de gran interés para la comunidad científica e industrial es la producción-almacenamiento de hidrógeno, estudio que se está iniciando por ser el combustible del futuro que podrá ser usado para producir electricidad y movilidad, lo que se debe a la eficiencia energética que posee y que será de gran aporte a la industria chilena. Además, este combustible es renovable y no genera contaminaciones y se obtiene por medio del proceso de electrolisis propuesta en 1972, que separa las moléculas de agua en sus componentes, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, la producción de hidrógeno convencional implica la utilización de metales nobles o aleaciones (como platino) para lograr una producción a gran escala, lo que representa una gran dificultad por costes. Para lograr alternativas competitivas se han propuesto las calcogenitas de metales de transición, por ser materiales fotocatalíticos no de alto coste y porque contienen materiales abundantes que son fotocatalizadores sensibles a la luz visible con excelentes propiedades físicas y químicas.

En la Universidad Católica del Norte se han realizado estudios de la síntesis de MoS2 que es un material que sirve tanto para celdas solares de tercera generación, y la producción de hidrógeno, que es un gran desafío de estudio en que se está involucrando la UCN.

Nuestra generación ha tenido acceso a servicios, alimentos y consumo como nunca antes en el planeta. A veces es difícil verlo, pero no siempre el agua potable salió de la llave, no siempre bastó un click para encender la luz y solo hace una generación las personas acostumbraban a reparar sus zapatos cuando estos se malgastaban.

Las noticias de esta semana respecto a que llegamos a un punto de no retorno respecto al calentamiento global, nos deberían sacudir y hacer darnos cuenta que esos privilegios generacionales tienen un costo. Como dijo una experta en televisión, no podemos seguir hablando solo de crecimiento como la meta del desarrollo. Debemos empezar a pensar en renunciar a comodidades, no hay otra manera de por lo menos detener el calentamiento.

Es verdad que la mayor parte de los gases de efecto invernadero son generados por las grandes industrias, pero no podemos desligarnos de nuestra responsabilidad como individuos.

Los equipos electrónicos que nos gusta ocupar, los plásticos de las botellas y envases que utilizamos, la bencina que le ponemos al auto, la carne que consumimos, la ropa que compramos en multitiendas, todo es producido por esas grandes industrias. Y esas grandes industrias no producen por producir, producen porque nosotros consumimos.

Algunos datos de las Naciones Unidas: Cada año, se estima que un tercio de toda la comida producida (el equivalente a 1300 millones de toneladas con un valor cercano al billón de dólares) acaba pudriéndose en los cubos de basura de los consumidores y minoristas, o estropeándose debido a un transporte y unas prácticas de recolección deficientes. Si todo el mundo cambiase sus bombillas por unas energéticamente eficientes, se ahorrarían 120 000 millones de dólares estadounidenses al año. En caso de que la población mundial alcance los 9600 millones de personas en 2050, se podría necesitar el equivalente a casi tres planetas para proporcionar los recursos naturales necesarios para mantener los estilos de vida actuales. Llegó el tiempo del consumo responsable, de hacernos cargo de nuestra huella. O en pocas generaciones estaremos peleándonos con rocas y palos por lo que quede de planeta.