Antocianinas de la pitanga como fotosensibilizadores de celdas DSSC
DOI:
https://doi.org/10.26461/23.02Palabras clave:
frutos autóctonos, otovoltaica, metales, electroquímicaResumen
Extractos purificados de antocianinas fueron obtenidos de frutos de la pitanga (Eugenia Uniflora L.) y caracterizados por espectroscopia visible y FTIR. Su estabilidad con la temperatura fue evaluada hasta los 85 °C. Estas antocianinas fueron mezcladas con distintas cantidades de Mg2+, Al3+, Cr3+ a distintos pH de trabajo, encontrándose la relación óptima de complejación para cada sistema. Los sistemas fueron caracterizados también por medidas redox, obteniéndose un potencial de oxidación cercano a 1 V para todos los casos, lo cual confirma las características promisorias de los compuestos evaluados para su uso en celdas DSSC. La unión de las antocianinas y de los complejos metálicos a TiO2 fue confirmada por FTIR. Las celdas DSSC evaluadas mostraron valores máximos de eficiencia de conversión de un 0.24 % para el caso de los complejos con cromo.
Descargas
Citas
Bisquert, J., Cahen, D., Hodes, G., Rühle, S. y Zaban, A., 2004. Physical chemical principles of photovoltaic conversion with nanoparticulate mesoporous dye-sensitized solar cells. En: J. Phys. Chem. B., 108(24), pp.8106-8118. DOI: https://doi.org/10.1021/jp0359283
Cerdá, M.F. y Enciso, P., 2014. Caracterización de las antocianinas de la flor de ceibo como sensibilizadores naturales para su uso en celdas fotovoltaicas. En: INNOTEC, 9, pp.91-96. DOI: https://doi.org/10.26461/09.12
Cerdá, M.F., Méndez, E., Malacrida, L., Zinola, C.F., Melián, C., Martins, M.E., Castro Luna, A.M. y Kremer, C., 2002. Redox behavior of Re(V)–amino acid containing complexes. En: J. Colloid Interf. Sci., 249(2), pp.366–371. DOI: https://doi.org/10.1006/jcis.2002.8228
Chen, C.Y., Wang, M.K., Li, J.Y., Pootrakulchote, N., Alibabaei, L., Ngoc-le, C.H., Decoppet, J.D., Tsai, J.H., Grätzel, C., Wu, C.G., Zakeeruddin, S.M. y Grätzel, M., 2009. Highly efficient light-harvesting Ruthenium sensitizer for thin-film dye-sensitized solar cells. En: ACS Nano, 3(10), pp.3103-3109. DOI: https://doi.org/10.1021/nn900756s
De Araújo Santiago, MC.P., Senna Gouvêa, AC.M., de Oliveira Godoy, R.L., Galhardo Borguini, R., Pacheco, S., Nogueira R.I., de Mattos do Nascimento, L. y Pereira Freitas, S., 2014. Analytical standards production for the analysis of pomegranate anthocyanins by HPLC. En: Braz. J. Food Technol., 17(1), pp.51-57. DOI: https://doi.org/10.1590/bjft.2014.008
Devadiga, D., Selvakumar, M., Shetty, P. y Santosh, M.S., 2021. Dye-sensitized solar cell for indoor applications: a mini-review. En: J. Elec. Materi., 50, pp.3187–3206. DOI: https://doi.org/10.1007/s11664-021-08854-3
Einbond, L.S., Reynertson, K.A., DongLuo, X., Basile, M.J. y Kennelly, E.J., 2004. Anthocyanin antioxidants from edible fruits. En: Food Chemistry, 84(1), pp.23–28. DOI: https://doi.org/10.1016/S0308-8146(03)00162-6
Enciso, P., Decoppet, J.D., Grätzel, M., Wörner, M., Cabrerizo, F.M., Cerdá, M.F., 2017. A cockspur for the DSS cells: Erythrina crista-galli sensitizers. En: Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectros., 176, pp.91-98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.01.002
Gao, F., Wang, Y., Shi, D., Zhang, J., Wang, M.K., Jing, X.Y., Humphry-Baker, R., Wang, P., Zakeeruddin, S.M. y Grätzel, M., 2008. Enhance the optical absorptivity of nanocrystalline TiO2 film with high molar extinction coefficient Ruthenium sensitizers for high performance dye-sensitized solar cells. En: J. Am. Chem. Soc., 130(32), pp.10720-10728. DOI: https://doi.org/10.1021/ja801942j
Giusti, M.M., Rodríguez-Saona, L.E. y Wrolstad, R.E., 1999. Molar absorptivity and color characteristics of acylated and non-acylated pelargonidin-based anthocyanins. En: J Agric Food Chem., 47(11), pp.4631-7. DOI: https://doi.org/10.1021/jf981271k
Grätzel, C. y Zakeeruddin, S.M., 2013. Recent trends in mesoscopic solar cells based on molecular and nanopigment light harvesters. En: Mater. Today., 16(1-2), pp.11-18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mattod.2013.01.020
Golshan, M., Osfouri, S., Azin, R., Jalali, T. y Moheimani, N.R., 2021. Co-sensitization of natural and low-cost dyes for efficient panchromatic light-harvesting using dye-sensitized solar cells. En: J. Photochem. Photobiol. A Chem., 417, 113345. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2021.113345
Marizcurrena, J.J., Castro-Sowinski, S. y Cerdá M.F., 2021. Improving the performance of dye-sensitized solar cells using nanoparticles and a dye produced by an Antarctic bacterium. En: Environmental Sustainability, 4, pp.711-721. DOI: https://doi.org/10.1007/s42398-021-00168-8
Mozetic, B., Trebse, P. y Hribar, J., 2002. Determination and Quantitation of Anthocyanins and Hydroxycinnamic Acids in Different Cultivars of Sweet Cherries (Prunus avium L.) from Nova Gorica Region (Slovenia). En: Food Technol. Biotechnol., 40(3), pp.207–212.
Muñoz-García, A.B., Benesperi, I., Boschloo, G., Concepcion, J.J., Delcamp, J.H., Gibson, E.A., Meyer, G.J., Pavone, M., Pettersson, H., Hagfeldt, A. y Freitag, M., 2021. Dye-sensitized solar cells strike back. En: Chem. Soc. Rev., 50, pp.12450-12550. DOI: https://doi.org/10.1039/D0CS01336F
Narayan, M.R., 2012. Review: dye sensitized solar cells based on natural photosensitizers. En: Renew. Sustain.Energy Rev., 16(1), pp.208-215. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.148
O´Regan, B. y Grätzel, M., 1991. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. En: Nature, 353, pp.737-740. DOI: https://doi.org/10.1038/353737a0
Orona-Navar, A., Aguilar-Hernández, I., Nigam, K.D.P., Cerdán-Pasarán, A. y Ornelas-Soto, N., 2021. Alternative sources of natural pigments for dye-sensitized solar cells: algae, cyanobacteria, bacteria, archaea and fungi. En: J. Biotechnol., 332, pp.29-53. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2021.03.013
Pavia, D.L., Lampman, G.M., y Kriz, G.S., eds., 2001. Introduction to spectroscopy. Boston: Thomson Learning Inc. ISBN: 0-03-031961-7.
Renny, J.S., Tomasevich, L.L., Tallmadge, E.H. y Collum, D.B., 2013. Method of continuous variations: applications of job plots to the study of molecular associations in organometallic chemistry. En: Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 52(46), pp.11998-12013. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201304157
Schmidt, H.O., Rockett, F.C., Pagno, C.H., Possa, J., Assis, R.Q., de Oliveira, V.R., da Silva, V.L., Flôres, S.H. y Rios, A.O., 2019. Vitamin and bioactive compound diversity of seven fruit species from south Brazil. En: J. Sci. Food Agric., 99(7), pp.3307-3317. DOI: 10.1002/jsfa.9544
Sinela, A., Rawat, N., Mertz, C., Achir, N., Fulcrand, H. y Dornier, M., 2017. Anthocyanins degradation during storage of Hibiscus sabdariffa extract and evolution of its degradation products. En: Food Chem., 214, pp.234-241. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.071
Sowmya, S., Prakash, P., Ruba, N., Prabu, A.N., Janarthanan, B., Reddy, V.R.M. y Hegazy, H.H., 2021. Fabrication of natural dye-sensitized solar cells with bulk TiO2 instead of nano-sized. En: Optik., 242, 166205. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.166205
Takeda, K., 2006. Blue metal complex pigments involved in blue flower color. En: Proc. Jpn. Acad. Ser. B Phys. Biol., 82(4), pp.142-54. DOI: 10.2183/pjab.82.142
Tarone, A.G., Cazarin, C.B.B. y Marostica Junior, M.R., 2020. Anthocyanins: new techniques and challenges in microencapsulation. En: Food Research Int., 133, 109092. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109092
Yahya, M., Bouziani, A., Ocak, C., Seferoğlu, Z. y Sillanpää, M., 2021. Organic/metal-organic photosensitizers for dye-sensitized solar cells (DSSC): Recent developments, new trends, and future perceptions. En: Dyes and Pigments, 192, 109227. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2021.109227
Yañuk, J.G., Cabrerizo, F.M., Dellatorre, F.G. y Cerdá, M F, 2020. Photosensitizing role of R-phycoerythrin red protein and b-carboline alkaloids in Dye Sensitized Solar Cell. Electrochemical and spectroscopic characterization. En: Energy Reports, 6(4), pp.25-36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.10.045
Yella, A., Lee, H.W., Tsao, H.N., Yi,Ch., Chandiran, A.K., Nazeeruddin, M.K., Diau,E.W., Yeh, Ch.Y., Zakeeruddin, S.M. y Grätzel, M., 2011. Porphyrin-sensitized solar cells with Cobalt (II/III)–based redox electrolyte exceed 12 percent efficiency. En: Science, 334, pp.629-634. DOI: 10.1126/science.1209688
Yum, J.H., Moon, S.J., Karthikeyan, C.S., Wietasch, H., Thelakkat, M., Zakeeruddin, S.M., Nazeeruddin, Md.K. y Grätzel, M., 2012. Heteroleptic ruthenium complex containing substituted triphenylamine hole-transport unit as sensitizer for stable dye-sensitized solar cell. En: Nano Energy, 1(1), pp.6-12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2011.08.004
Zhang, D., Stojanovic, M., Ren, Y., Cao, Y., Eickemeyer, F.T., Socie, E., Vlachopoulos, N., Moser, J.E., Zakeeruddin, S.M., Hagfeldt, A. y Grätzel, M., 2021. A molecular photosensitizer achieves a Voc of 1.24 V enabling highly efficient and stable dye-sensitized solar cells with copper(II/I)-based electrolyte. En: Nat Commun., 12, p. 1777. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-21945-3
Zhou, H., Wu, L., Gao, Y. y Ma, T., 2011. Dye-sensitized solar cells using 20 natural dyes as sensitizers. En: J. Photochem. Photobiol. A Chem., 219(2-3), pp.188–19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2011.02.008
Archivos adicionales
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Micaela González Steffano, Erika Álvarez, Paola Sosa, Camila Vázquez, María Fernanda Cerdá Bresciano
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:
Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.
Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.
Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.
Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.
El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital.
Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.
Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.
