nanotecnología para la producción de ENERGÍA

Esta línea de objetivos para optimizar la eficiencia y el costo de las tecnologías de producción de energía seguras, limpias y sostenibles mediante el aprovechamiento de los singulares mecanismos de captura y conversión de energía que están habilitados por Nanoestructuración materiales en la nanoescala. Entre los campos de aplicación más prometedoras de la nanotecnología para la producción de energía son la energía fotovoltaica y termoeléctrica, tanto en el foco de la investigación IMN.

La producción de energía fotovoltaica por materiales semiconductores nanoestructurados ingeniería mantiene la promesa de lograr una alta eficiencia a bajo costo. puntos cuánticos de nanocristales son nanoestructuras de semiconductores que, debido a efectos de confinamiento cuántico se pueden utilizar para sintonizar sus longitudes de onda de absorción de luz y de emisión mediante la adaptación de sus propiedades estructurales. Aunque el mercado está actualmente dominado por las células solares de Si, células de concentración III-V están mejorando más rápido en términos de eficiencia de conversión de energía y el costo, con ventajas adicionales, tales como uso de la tierra reducida y un menor impacto ambiental. Sin embargo, todavía es necesario optimizar concentradores de luz, ampliar el espectro de absorción de las células, y volver a utilizar eficientemente los substratos. El IMN persigue las aplicaciones de nanoestructuras de semiconductores III-V obtenidos por epitaxia de haz molecular para este fin.

la generación de energía termoeléctrica se refiere a la conversión de las diferencias de temperatura a potencial eléctrico, o viceversa. El IMN persigue la explotación de propiedades termoeléctricas de materiales nanoestructurados para la generación eficiente de energía eléctrica a partir de calor residual. El rendimiento de los materiales termoeléctricos es en última instancia definida por una figura de mérito define como Z = ES2 / k, donde e es la conductividad eléctrica, k es la conductividad térmica y S es el coeficiente de Seebeck (relación entre la tensión incorporada hasta la temperatura de incremento). La estructuración de los materiales termoeléctricos a escala nanométrica es un enfoque de investigación fructífera hacia la mejora de la producción de energía, ya que permite el control independiente de las magnitudes que determinan Z. Por ejemplo, muchos semiconductores presentan una reducida conductividad térmica mientras se mantiene baja resistencia eléctrica cuando se estructura como capas delgadas o nanocables, que impiden vibraciones atómicas y así el flujo de calor mientras que no afecta el flujo de electrones. Siguiendo este enfoque, las actividades IMN se centran en el uso de materiales nanoporosos como plantillas para el crecimiento electroquímico de nanocables y sobre la síntesis de nanocompuestos y películas delgadas.



Grupos trabajando en Energía
 
Acronimo Name IP email
MBE Nanoestructuras cuánticas para tecnologías de la información Dr. Yolanda González yolanda.gonzalez@csic.es
FINDER Nano-ingeniería de dispositivos termoeléctricos Dra. Marisol Martín González marisol.martin@csic.es
MetalNano Metallic nanostructures and magneto-plasmonics Prof. Gaspar Armelles magnetoplasmonics@imn.cnm.csic.es 
NanoPod Dispositivos nanofotónicos Dr. Aitor Postigo pabloaitor.postigo@imn.cnm.csic.es

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