• SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA SOLAR BASADOS EN PEROVSKITAS DE HALOGENUROS ORGANOMETÁLICOS

Se desarrollan y estudian sistemas de conversión de energía solar de bajo costo mediante el uso de materiales procesables en solución a baja temperatura y condiciones ambientales. Se utilizan películas de polímeros orgánicos generadas por electrosíntesis, como contactos selectivos para huecos y electrones en la construcción de celdas solares de última generación basadas en perovskitas de halogenuros organometálicos. Se tiene como objetivo obtener dispositivos de alta eficiencia mediante procesos de fabricación con mínima generación de productos de desechos potencialmente contaminantes. Actualmente se ha conseguido con este tipo de celdas eficiencias de conversión de energía prometedoras, pero persisten problemas asociados a la ingeniería de los contactos y los procesos de fabricación para llevarlas a escala industrial. Los polímeros orgánicos conductores han demostrado ser excelentes contactos y transportadores de cargas. Estos polímeros pueden ser sintetizados y formar películas en un mismo paso por medios electroquímicos, con bajo costo y con mínima generación de productos de desecho. 

 

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• CELDAS SOLARES BASADAS EN ELECTROPOLÍMEROS ORGÁNICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

Se utilizan polímeros orgánicos con capacidad de generar estados de separación de cargas fotoinducidos en el desarrollo de celdas solares para la producción directa de hidrógeno. Para la construcción de las celdas se emplean materiales electropoliméricos del tipo donor-aceptor de electrones, conteniendo colorantes con capacidad de absorber radiación solar en la zona visible del espectro. Los electrones fotogenerados serán colectados por una capa de óxido semiconductor, y mediante un catalizador darán lugar a la generación de hidrógeno en medio acuoso. Se espera lograr la producción eficiente, limpia y competitiva de combustible. El uso de sistemas orgánicos donor-aceptor ya ha demostrado su potencialidad para el desarrollo de dispositivos solares para la producción directa de hidrógeno, aunque su estabilidad y aplicabilidad a escala en medio acuoso pueden ser marcadamente mejoradas por medio del uso de películas de polímeros y copolímeros obtenidas por métodos electroquímicos.

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•  SUPERCAPACITORES BASADOS EN POLÍMEROS ORGÁNICOS

Se generar materiales y metodologías para la aplicación de polímeros orgánicos en el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía. En este marco se plantea la síntesis, caracterización y evaluación de polímeros para ser utilizados como material de almacenamiento y transporte de cargas en supercapacitores electroquímicos de estado sólido. Para ello se sintetizan y caracterizan electropolímeros mediante técnicas electroquímicas y de análisis de superficie, para luego generar prototipos de supercapacitores de estado sólido conteniendo los nuevos materiales desarrollados. En estos sistemas se tiene por objetivo estudiar de los procesos primarios de transporte y almacenamiento de cargas por medio de espectroscopia de impedancia electroquímica, como así también la obtención de parámetros de caracterización tales como capacitancia específica, densidad de energía y densidad de potencia.

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• ELECTRODOS PARA BATERÍAS LITIO-ION BASADOS EN POLÍMEROS ORGÁNICOS Y MATERIALES MESOESTRUCTURADOS HÍBRIDOS ORGÁNICO-INORGÁNICOS

Se estudian y desarrollan compuestos poliméricos orgánicos basados en ftalocianinas como material activo en cátodos de baterías de Litio-ion. Los compuestos orgánicos demostraron ser una alternativa válida como materiales de intercalación en baterías de Litio debido a su elevada densidad de energía/potencia, la gran diversidad estructural que presentan y la versatilidad de su síntesis, además de ser obtenidos a partir de materiales que abundan en la naturaleza. Una gran variedad de compuestos orgánicos han sido desarrollados y estudiados como materiales catódicos en dispositivos de almacenamiento de energía. Sin embargo, uno de los inconvenientes que se presenta es la disolución de éstos materiales en el electrolito, ocasionando una disminución de la capacidad del dispositivo y por lo tanto de su funcionamiento. Para superar este inconveniente se propone desarrollar materiales activos insolubles constituidos por polímeros electroquímicos, los que se pueden formar directamente sobre el metal colector de cargas. Por otra parte, recientemente se ha demostrado que las perovskitas hibridas orgánicas-inorgánica de halogenuro de plomo son capaces de intercalar ion Litio con alto rendimiento, y se las ha aplicado como ánodos en la fabricación de prototipos de baterías. 

 

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• DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS FORMADOS POR PELÍCULAS FINAS DE POLÍMEROS CONDUCTORES

Se desarrollan materiales optoelectrónicamente activos mediante síntesis electroquímica de polímeros orgánicos. Se plantea la síntesis, caracterización y evaluación de materiales electrocrómicos formados por películas finas de polímeros óptica y electroquímicamente activos, los cuales durante sus procesos de óxido-reducción e intercalación de iones den lugar a cambios en su espectro de absorción en la zona visible. Se pretende generar materiales con propiedades adecuadas para la formación electroquímica de películas con capacidad de transporte de cargas, y que sean aplicables en la construcción de dispositivos optoelectrónicos. Las ventanas electrocrómicas son unos de los dispositivos con mayor potencialidad para ahorro de energía, debido a la posibilidad de la modulación del espectro de absorción de grandes superficies mediante la aplicación de un potencial eléctrico. El empleo de materiales orgánicos en el desarrollo de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos implica la síntesis, caracterización y aplicación de arreglos estructurales en forma de películas delgadas. En este sentido, el control molecular para generar arquitecturas organizadas es un factor muy importante, debido a que los procesos de inyección y transporte de cargas, como así también los procesos de absorción y emisión de luz están fuertemente condicionados por dichas arquitecturas.

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