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Nuevo proyecto ERC para escalar la fabricación de tintas coloidales para cintas superconductoras

Un nuevo proyecto en el ICMAB-CSIC escalará un método para sintetizar tintas coloidales multifuncionales destinadas a la fabricación de cintas superconductoras. Es un paso más hacia la generalización de los superconductores.

Tintas coloidales para superconductores, vistas con diferentes niveles de aumento. Imagen: Grupo SUMAN / ICMAB, CSICEl calentamiento global es uno de los principales retos de la sociedad actual. Implica un cambio importante en el paradigma energético para reducir drásticamente las emisiones de CO2. En este contexto, el suministro sostenible de energía eléctrica es uno de los principales objetivos de nuestra sociedad. Por ello, todas las tecnologías innovadoras que puedan mejorar la eficiencia de las futuras redes o generadores eléctricos (energía eólica, aviones eléctricos, electricidad de fusión) serán cruciales.

La superconductividad de alta temperatura (HTS) está despertando un enorme interés en todo el mundo por sus oportunidades para la energía limpia, ya que los superconductores permiten recoger y transportar la energía eléctrica con pérdidas mínimas.

La investigadora Teresa Puig, del ICMAB-CSIC, ha conseguido un proyecto ERC Proof of Concept. Ella y su equipo en el Departamento de Materiales superconductores escalarán un método para sintetizar tintas coloidales multifuncionales destinadas a la fabricación de cintas superconductoras. Con la financiación de 150.000 euros durante 18 meses, el proyecto es un paso más hacia la generalización de los superconductores.

El nuevo proyecto SMS-INK ERC PoC (acrónimo del Scalable Method for Synthesis of multifunctional colloidal INKs for Superconductors) supone un paso más en la síntesis, fabricación y escalado del proceso necesario para preparar cintas superconductoras mediante métodos químicos, de manera que puedan ser competitivas y salir al mercado.

¿Por qué tintas coloidales?

Las tintas coloidales son un componente clave para la fabricación industrial de conductores recubiertos superconductores a través del método de crecimiento ultrarrápido asistido por líquidos transitorios (TLAG en sus siglas en inglés), desarrollado por el grupo de Teresa Puig en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), combinado con el proceso de deposición de soluciones químicas (CSD) de bajo coste.

Para fabricar conductores superconductores mediante el método TLAG-CSD se necesitan tintas coloidales robustas, estables y reproducibles en grandes cantidades, compatibles con el proceso y capaces de estabilizar las nanopartículas y con una mayor solubilidad de las sales. Además, estas tintas coloidales deben ser personalizadas para diferentes sustratos metálicos industriales para poder ampliarlas a otros procesos de crecimiento de CSD.

"El objetivo principal del proyecto SMS-INKS ERC PoC es validar una nueva generación de tintas coloidales multifuncionales que permitan el escalado de fabricación de cintas superconductoras nanocompuestas mediante métodos de bajo coste y alto rendimiento. Llevaremos la síntesis de laboratorio hacia un proceso a escala industrial", dice Teresa Puig, profesora de investigación del CSIC en el ICMAB y directora del Grupo de Materiales Superconductores y Nanoestructuras a Gran Escala (SUMAN).

Teresa Puig, profesora de investigación y jefa del Grupo de Materiales Superconductores | ICMAB, CSIC

¿En qué se diferencia este proyecto del anterior?

Teresa Puig ya recibió en 2015 una subvención ERC Advanced Grant para el proyecto ‘Crecimiento ultrarrápido de cintas superconductoras de alto rendimiento (ULTRASUPERTAPE), y en 2019 una prueba de concepto (PoC) del ERC (Proceso de fabricación industrial de una tecnología de conductor recubierto superconductor de alta temperatura, IMPACT).

Todos los ERC se centran en el crecimiento y la ampliación de las cintas superconductoras. Sin embargo, "en el ERC PoC (IMPACT) anteriormente concedido, validamos el proceso de crecimiento de alto rendimiento desarrollado en el grupo, el Crecimiento Asistido por Líquidos Transitorios mediante Deposición de Soluciones Químicas (TLAG-CSD) para fabricar cintas superconductoras de alta temperatura y analizamos la preparación para el mercado y la estrategia de explotación. En este nuevo ERC PoC (SMS-INKS), nos centraremos en la fabricación a escala de las tintas coloidales necesarias para la escalabilidad del mencionado proceso TLAG-CSD, analizando también el encaje en el mercado y la posición de la propiedad intelectual (IP). También tenemos previsto preparar un plan de desarrollo junto con la industria", explica Teresa Puig.

La idea es que el PoC de ERC permita aumentar la colaboración con la industria y acercarse al mercado: "Tenemos contactos con empresas del sector de las tintas (KAO-Chimigraf S.L.U.), situadas cerca de Barcelona, pero también con otras industrias de química general como Panreac, Merck & Co, y BASF. También tenemos colaboraciones con American Superconductors y Sumitomo Electric Industries Ltd. en este campo. Además, algunos de los procesos de escalado se harán en colaboración con Applus+", añade Puig.

Sobre los resultados del ERC PoC 2022

Cincuenta y cinco becarios del Consejo Europeo de Investigación (CEI) han obtenido subvenciones de prueba de concepto para explorar el potencial comercial o social de sus proyectos de investigación en las fronteras del conocimiento. Dotados de 150 000 euros cada uno, esta financiación complementaria forma parte del programa de investigación e innovación de la UE, Horizonte Europa.

Los proyectos seleccionados abarcan diversos campos y cuestiones, como un método más eficiente para producir las células utilizadas en las inmunoterapias para combatir el cáncer; nuevas tecnologías para reducir nuestro consumo de energía; y una forma más rápida de que las empresas cambien los ingredientes de los productos de consumo cotidiano para hacerlos más ecológicos.

El concurso de subvenciones para pruebas de concepto (PoC) está abierto únicamente a los beneficiarios del CEI. Estos pueden solicitar financiación complementaria para sus proyectos de investigación existentes o recientemente finalizados. El programa de trabajo de 2022 incluía dos concursos de subvenciones de prueba de concepto, cuyos ganadores de la primera convocatoria ya se anunciaron. El presupuesto global para los PoC en 2022 es de 50 millones de euros.

En total, unos 1.530 proyectos de PoC han recibido financiación desde 2011. Con el dinero adicional, los beneficiarios del CEI pueden, por ejemplo, verificar la viabilidad práctica de conceptos científicos, explorar oportunidades de negocio o preparar solicitudes de patentes. Según una encuesta reciente, más de la mitad de los investigadores a los que se les han concedido subvenciones de PoC han creado empresas o han transferido los resultados de su investigación a empresas preexistentes.

Anna May Masnou / ICMAB