En la búsqueda de soluciones a los retos del cambio climático, particularmente energéticos, la Universidad de Puerto Rico (UPR), la Universidad Ana G. Méndez (UAGM) y la Universidad de Cornell establecieron una alianza de la que surgió un centro que provee oportunidades de investigación a estudiantes subgraduados y graduados, al igual que a maestros, con énfasis en poblaciones subrepresentadas en las ciencias.
El Centro para la Electroquímica Interfacial de Materiales Energéticos (CIE²M, en inglés) es producto de una subvención (“grant”) de $3.8 millones otorgada por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, en inglés) bajo el programa Alianzas para la Investigación y Educación en Materiales (PREM, en inglés). Se creó en 2018 y la subvención provee financiamiento hasta 2024, con posibilidad de extensión.
“Tenemos un problema con el cambio climático, sobre todo con la quema de combustibles fósiles, por lo que urge buscar alternativas. En el centro, se está generando investigación de cómo se puede usar el hidrógeno como combustible, porque existen unas celdas que lo permiten. Hay carros que ya tienen esas celdas de combustible, pero nuestro interés es hacerlas cada vez más baratas y accesibles”, dijo a El Nuevo Día el profesor del Departamento de Química de la UPR Recinto de Río Piedras Jorge Colón.
Esa investigación, abundó, se centra en optimizar los catalíticos para que las reacciones químicas en las celdas de combustible sean más eficientes. También, estudian cómo obtener hidrógeno mediante procesos que no generen metano ni dióxido de carbono (gases de efecto invernadero), como ocurre en la actualidad. Una posibilidad es sacar hidrógeno separando los componentes del agua.
“Con lo mucho que está subiendo el precio de la gasolina, esta investigación y el trabajo del centro se vuelven más relevantes, en ruta a movernos de los combustibles fósiles a las fuentes renovables”, expresó, por su parte, el profesor del Departamento de Química y Física de la UAGM Recinto de Gurabo Lisandro Cunci.
“Una pila de combustible puede llegar a un 90% de eficiencia y esa, a fin de cuentas, es una de las razones fundamentales de la investigación. Las pilas que son comerciales ahora usan un ambiente altamente ácido y necesitan metales preciosos caros. Si logramos trabajar en ambientes alcalinos, con materiales más estables y menos costosos por ser abundantes, sería un gran desarrollo e impactaría el panorama energético global”, añadió Héctor Abruña, profesor del Departamento de Química y Biología Química de Cornell.
Las investigaciones en el CIE²M se dividen en tres grupos: materiales catalíticos nanoestructurados (muy pequeños), materiales nanoestructurados para celdas solares sensitizadas por tinte (no usan silicio) y nuevos tipos de supercapacitadores (cargan y descargan rápido, pero con la capacidad de una batería).
“También, estamos entrando en lo que se llama la ‘química verde’, usando materiales que no son perjudiciales al ambiente. Deliberadamente escogemos materiales abundantes en el planeta y no contaminantes”, indicó Colón.
Desarrollo estudiantil
Colón, Cunci y Abruña expusieron que el desarrollo estudiantil y la divulgación científica son los otros “componentes importantes” del CIE²M.
Los alumnos tendrán la oportunidad de visitar las instalaciones del Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS), en Ithaca, Nueva York, y llevar las muestras de los materiales que investigan “para medirlas y probarlas en unas instalaciones de calibre mundial”, dijo Colón. Para estudiantes subgraduados, también está disponible un programa de verano, en el que pasan de ocho a 10 semanas en Cornell. En ambos casos, el CIE²M asume los gastos.
Entre 2018 y 2021, 40 estudiantes (26 subgraduados y 14 graduados) han sido parte del CIE²M, cuyo componente educativo también incluye reuniones y talleres. En el mismo período, 12 alumnos subgraduados –la mayoría mujeres– han participado del programa de verano.
En cuanto a la capacitación de maestros, nueve han sido impactados entre 2019 y 2021. El año pasado, dijo Colón, no se realizó debido a la pandemia de COVID-19, “pero la expectativa es que, en los próximos años, incluyamos más maestros para cumplir con las metas de la propuesta”. El programa consiste en proveerles información y materiales para que fomenten la investigación en sus escuelas. Luego, personal del CIE²M visita los planteles y asiste en el desarrollo de talleres.
“Esta propuesta fue creada para impactar a todos los niveles educativos, desde elemental, para que conozcan y se interesen en la ciencia, hasta posdoctorado, para que sigan las investigaciones. Nos interesa aumentar la cantidad de hispanos en la comunidad científica de energía, con la idea de que las nuevas tecnologías puedan ver la luz y sean comercializadas y usadas ampliamente”, sostuvo Cunci.
“Es un compromiso real y eso no se puede fingir. Somos un núcleo de profesores con un compromiso de poner esfuerzo y financiación para que esto sea posible. Hacemos una preselección seria de los estudiantes, con énfasis en investigación, y a todos les va muy bien. Tener gente de Puerto Rico en Cornell ayuda también y, cuando los estudiantes regresan a la isla, llegan con una mentalidad muy diferente porque se atrevieron y triunfaron. Eso genera un cambio de actitud bien brutal y también es parte de lo que buscamos”, agregó Abruña.
La semana pasada, la Junta de Asesoramiento Externo el CIE²M estuvo en la isla y visitó el Recinto de Gurabo de la UAGM. La visita se dio al cumplirse los primeros tres años de la propuesta, con miras a identificar qué se está haciendo bien y qué se puede mejorar para asegurar el financiamiento de la NSF.
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