Un equip de l'IATA empra residus de bolets per a un dispositiu que transforma la llum en electricitat de forma més eficient

L'Institut d'Agroquímica i Tecnologia dels Aliments (IATA) demostra que el segó d'arròs pot convertir-se en una font sostenible i econòmica per a produir enzims industrials. ​La fermentació amb fongs transforma este subproducte en còctels enzimàtics que poden utilitzar-se per a produir biocombustibles, productes sense lactosa o bioplaguicides, entre altres aplicacions. L'ús de materials obtinguts a partir de restes de bolets millora la sostenibilitat de la fabricació i el rendiment del sistema, capaç de funcionar durant 72 hores només amb llum ambiental

L'Institut d'Agroquímica i Tecnologia d'Aliments (IATA), que es troba en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV) i centre d'excel·lència Severo Ochoa dependent del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), forma part d'un equip internacional que ha desenrotllat el primer fotocondensador d'alta eficiència totalment integrat, capaç d'alimentar directament dispositius d'intel·ligència artificial i de la Internet de les Coses sense necessitat de bateries. Una de les membranes d'este dispositiu està composta de biopolímers elaborats per l'equip d'investigació de l'IATA-CSIC a partir de residus de bolets, utilitzant mètodes fàcilment escalables a nivell industrial. L'avanç es publica en la revista Energy & Environmental Science.

Un fotocondensador és un dispositiu que capta energia de la llum solar i l'emmagatzema directament, combinant en un sol sistema les funcions d'una cèl·lula solar i una bateria. El model desenrotllat en esta investigació, un dispositiu de tres terminals, combina la conversió de llum en electricitat amb l'emmagatzematge d'energia en un sol sistema. Per a això, integra una cèl·lula solar d'alta eficiència, un supercondensador molecularment dissenyat i una membrana ecològica elaborada per l'IATA a partir de residus de bolets que actua com a separador en el sistema d'emmagatzematge.

Gràcies a esta combinació, el fotocondensador aconseguix fins a 0,92 volts, suficients per a alimentar llums led, rellotges digitals o xicotets sensors, i una eficiència de càrrega del 18% sota il·luminació interior estàndard, superant en 3,5 vegades el rendiment dels mòduls comercials de silici en eixes condicions. El sistema ha demostrat ser capaç d'alimentar nodes de l'anomenada ‘Internet de les Coses’, xicotets dispositius connectats entre si i a internet per a intercanviar dades i fer tasques específiques, tot sense necessitat de bateries.

El sistema ha demostrat ser capaç d'alimentar nodes de l'anomenada ‘Internet de les Coses’, xicotets dispositius connectats entre si i a internet per a intercanviar dades i fer tasques específiques, tot sense necessitat de bateries

Este sistema manté el seu funcionament durant 72 hores només amb llum ambiental, i executa tasques d'intel·ligència artificial amb gran eficiència energètica. “Este resultat ens acosta al desenrotllament de dispositius intel·ligents verdaderament sostenibles i autònoms”, destaca Marina Freitag, investigadora de la Universitat de Newcastle (el Regne Unit) que lidera el treball.

Noves aplicacions per als biopolímers

L'equip BIOFUN del grup d'investigació en envasos de l'IATA-CSIC ha fabricat una de les membranes del dispositiu mitjançant films biobasats elaborats amb residus de bolets comercials. “Els films biodegradables que hem elaborat han sigut fonamentals per a l'excel·lent rendiment d'este dispositiu”, comenta María José Fabra, investigadora de l'IATA-CSIC que ha participat en l'estudi.

Els fotocondensadors solen utilitzar membranes de polímers (plàstics) o materials ceràmics. L'ús de membranes fabricades a partir de residus de bolets obri noves possibilitats per a la producció de dispositius més sostenibles. “Estos films presenten clars avantatges enfront de les membranes tradicionals en tres aspectes clau: sostenibilitat, adaptabilitat i un rendiment superior. De fet, el fotocondensador mostra una millora significativa en el seu acompliment en emprar estes membranes biodegradables en lloc dels materials convencionals”, explica Fabra.

"Encara que la nostra investigació se centra principalment en aplicacions alimentàries, la col·laboració amb altres disciplines i àrees del coneixement ens permet avançar cap a desenrotllaments innovadors amb múltiples aplicacions, com estos nous fotocondensadors”, Amparo López, directora de l'IATA i coautora de l'article

L'equip de l'IATA-CSIC investiga habitualment en l'aprofitament de residus agroindustrials per a l'obtenció de nous ingredients i materials. “Encara que la nostra investigació se centra principalment en aplicacions alimentàries, la col·laboració amb altres disciplines i àrees del coneixement ens permet avançar cap a desenrotllaments innovadors amb múltiples aplicacions, com estos nous fotocondensadors”, conclou Amparo López, directora de l'IATA i coautora de l'article.

El resultat d'este treball és fruit d'una col·laboració internacional i multidisciplinària entre diversos socis. A més de l'IATA-CSIC, participen la Universitat de Newcastle (el Regne Unit), que coordina la innovació en el dispositiu; la Universitat de Roma Tor Vergata i la Universitat de Nàpols (Itàlia), que lideren la integració de la tecnologia avançada de supercondensadors i el desenrotllament teòric del sistema, respectivament; la Universitat Tècnica de Munic (Alemanya), responsable de la computació del dispositiu; i l'Escola Politècnica Federal de Lausana (Suïssa), encarregada de la caracterització avançada del dispositiu.

Font: CSIC Delegació Comunitat Valenciana