La Universidad de Málaga, a través del Laboratorio de Materiales y Superficies, participa en un consorcio internacional que ha conseguido una de las ocho ayudas ‘Horizon EIC Pathfinder Challenges – In-space solar energy harvesting for innovative space applications’ que se han concedido este año a nivel europeo, con el objetivo de conseguir avances significativos en los ámbitos de la captación y transmisión de energía solar en el espacio y de los nuevos conceptos de propulsión que utilizará esa energía conseguida.

El profesor del Departamento de Física Aplicada I Enrique Barrigón, investigador que dirigirá este proyecto en la UMA.

Coordinado por la Universidad de Lund (Suecia), el proyecto ‘ZEUS’ -Zero-loss energy harvesting using nanowire solar cells in space- cuenta con una financiación de casi cuatro millones de euros (3.998.622,50 €) para su desarrollo durante los próximos cuatro años. Los otros socios que, junto a la UMA, conforman este proyecto son el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE (Alemania), la Universidad Politécnica de Valencia y el Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística.

Tecnología fotovoltaica innovadora

En concreto, ‘ZEUS’ se centrará en avanzar en el desarrollo de células solares de nanohilos, que es una tecnología fotovoltaica altamente innovadora y resistente a la radiación, capaz de absorber la energía solar en el espacio, donde el ambiente es altamente agresivo.

Los nanohilos son estructuras en forma de aguja con un diámetro de 200 de nanómetros -es decir, mil veces más finos que un cabello humano-, según explica el profesor del departamento de Física Aplicada I Enrique Barrigón, que es el investigador que dirigirá este proyecto en la UMA. Su escala nanométrica y cuidada distribución geométrica hace que se comporten como dispositivos “huecos” desde el punto de vista de los daños creados por radiación, lo que aumenta en gran medida su resistencia a la misma, capturando, al mismo tiempo, eficazmente cerca del cien por cien de la luz entrante posible, debido a la absorción óptica mejorada que se produce en estas células.

“Solo es necesario cubrir aproximadamente el 10 por ciento de una superficie con material activo para absorber tanta luz como lo haría una capa fina que cubriera toda la superficie del mismo material”, afirma el investigador de la UMA.

En este sentido, Enrique Barrigón explica que mientras que las actuales células solares de nanohilos probadas en el espacio ofrecen una eficiencia en torno al 15 por ciento, ZEUS pretende mejorar significativamente esta eficiencia, empleando células de nanohilos de triple unión con un conjunto de materiales semiconductores III-V cuidadosamente seleccionados, que presentan una eficiencia potencial teórica del 47 por ciento.

De igual manera, este proyecto va a investigar la transferencia de dichas células solares a sustratos ligeros y flexibles, que permitiría la creación de grandes paneles fotovoltaicos desplegables.

Sostenibilidad medioambiental

Además, el proyecto subraya su compromiso con la sostenibilidad, centrándose en dos aspectos clave: la descarbonización y el uso eficiente de materias primas críticas. “ZEUS pretende demostrar no solo el potencial comercial de la tecnología, sino también los beneficios medioambientales mediante una evaluación del ciclo de vida de las células solares de nanohilos, en particular para la generación de energía en el espacio”, aclara el profesor Enrique Barrigón. Así, el aumento de la potencia eléctrica de los satélites de comunicaciones es una de sus posibles aplicaciones, entre otras.

Las principales tareas de la Universidad de Málaga en esta investigación internacional serán la caracterización avanzada de estas células solares y la realización de los ensayos necesarios para evaluar su resistencia en el entorno espacial.

Tecnología revolucionaria

El programa ‘Horizon EIC Pathfinder Challenges’ otorga subvenciones a proyectos que exploren nuevas áreas tecnológicas, especialmente ‘deeptech’ –basadas en un descubrimiento científico o en una innovación de ingeniería significativa-, que puedan convertirse en tecnologías radicalmente innovadoras en el futuro y capaces de generar nuevas oportunidades de mercado. El objetivo general es nutrir el mercado de innovación a partir de tecnologías revolucionarias y llevarlas a la etapa de prueba de concepto.

Hasta el momento, en el actual marco Horizonte Europa, la Universidad de Málaga cuenta con otro proyecto de este mismo programa. Se trata de ‘BioRobot-MiniHeart’, cuyo investigador principal es Juan Antonio Guadix, del Departamento de Biología Animal. En el anterior programa H2020 también se reconoció otra propuesta de la UMA: ‘SONICOM’ -Transforming auditory-based social interaction and communication in AR/VR-, del profesor del Departamento de Tecnología Electrónica Arcadio Reyes.

Este proyecto ha sido financiado a través del Programa de Investigación e Innovación de la Unión Europea, Horizonte Europa, con Grant Agreement 101161465.