La Dirección de Fomento de la Investigación (DFI) del Vicerrectorado de Investigación presentó el Fondo de Apoyo a la Investigación - FAI 2023 con el propósito de promover iniciativas valiosas por parte de los docentes de nuestra Universidad.
Este año, el FAI tuvo tres convocatorias, en las que además de la investigación, se consideraron apoyos para la innovación y la creación dela comunidad universitaria.
Fue en el proceso de la segunda convocatoria que tres docentes de las tres secciones del Departamento Académico de Ciencias ganaron el ansiado fondo. Aquí te contaremos sobre dos de ellos:
El proyecto del Dr. Kamala Kanta se ocupa de la producción de amoníaco verde utilizando nitratos y nitritos como materia prima, que están presentes en los contaminantes del agua de fertilizantes y otras industrias químicas.
El objetivo del proyecto es reemplazar la producción termoquímica de amoníaco que consume mucha energía y causa contaminación (proceso Haber-Bosch) con un proceso electroquímico verde impulsado por electricidad sostenible.
Con este fin, se está diseñando un electrodo nanoestructurado híbrido a base de cobre para impulsar la reducción de nitratos a amoníaco a un sobrepotencial más bajo y con una mayor eficiencia Faradaica.
El profesor Kanta es el investigador principal del proyecto, pero no está trabajando solo. Lo acompaña el jefe de práctica de la Sección Química, Rafael Pulido Del Pino. Además, algunas mediciones analíticas se realizarán en colaboración con el profesor Mauricio Isaacs de la Facultad de Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
El desarrollo de este proyecto es fundamental para el planeta pues, como señala el docente de la Sección Química, sirve al medio ambiente de dos maneras:
Por una parte, para descontaminar aguas residuales contaminadas con contaminantes reactivos de nitrógeno que provienen del uso excesivo de fertilizantes nitrogenados y de las industrias químicas. Ello provoca un desequilibrio en los ciclos naturales del nitrógeno y se convierte en un riesgo para la salud de los seres humanos y la vida silvestre acuática.
Se está construyendo un electrocatalítico eficiente que pueda convertir estas especies nitrogenadas reactivas en amoníaco verde, producto químico básico que tiene muchas aplicaciones en las industrias de fertilizantes, plástico y farmacéutica.
Por otra parte, el objetivo principal del proyecto consiste en electrificar la producción de amoníaco mediante electrocatálisis, un proceso ecológico y de cero emisiones. Actualmente, la producción industrial de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch es insostenible ya que libera alrededor de 2 toneladas de dióxido de carbono por 1 tonelada de producción de amoníaco. El aumento de dióxido de carbono en nuestra atmósfera provoca el calentamiento global. Este proyecto es un paso hacia la descarbonización de las industrias químicas a través de la electrificación sostenible y procesos catalíticos verdes.
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El proyecto del Dr. Kevin Lizarraga consiste en elaborar un modelo que permita predecir la efectividad de una celda solar, dispositivo electrónico que captura la luz del sol y la convierte en electricidad.
La idea del proyecto se basa en que, sabiendo cómo el material absorbe la luz solar, se puede predecir la masa del electrón y del hueco del electrón (ambos portadores de carga que contribuyen al paso de la corriente eléctrica) de dicho material, sin necesidad de hacer experimentos tediosos que no se realizan por el momento en la universidad.
De esa manera, se puede determinar si la masa es más pesada; es decir, si resultará más difícil transportar la energía eléctrica. Así, se establece si va a ser un buen material para transportar la energía.
Y es que, como asegura el profesor Lizarraga, hay dos cosas que juegan un papel importante en una celda: cómo absorbe la luz solar, y cómo transporta a los electrones y los huecos de electrón. Eso determinan su eficiencia.
Este proyecto trabaja con un material específico: la perovskita, un mineral utilizado para producir paneles solares y que alcanza una absorción del 25 al 27% de la luz solar, siendo este el material más eficientes que existe hasta la fecha.
El profesor Lizarraga está trabajando con la ayuda de otros docentes, entre ellos se encuentran el Dr. Andrés Guerra, el Dr. Paul Llontop, el Msc. Alvaro Tejada, el Msc. Erick Serquen y el BSc. Luis Enrique Moran.
El modelo propuesto por el docente de Física permitirá mayor practicidad para determinar los parámetros mencionados, que a veces son deseados en otros campos de investigación.
“Lo que quiero es analizar las perovskitas para después plantear proyectos más avanzados, quiero incrementar lo que estoy proponiendo en este proyecto con los nuevos resultados de simulación de perovskitas que estoy teniendo. Y así, abrir un campo nuevo de investigación en la universidad. Ese sería un aporte para la PUCP, para que tenga mayores líneas de investigación”.