El programa de Ciencias Básicas de la Energía de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos ha seleccionado al Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos para dirigir un Centro para la Exploración de Materiales y Fabricación de Electrónica de Potencia (APEX, por sus siglas en inglés), con el objetivo de explorar vías potenciales para alimentar los sistemas energéticos del futuro mediante mejores materiales y una fabricación más eficiente.
Este centro se suma a los 10 Centros de Investigación de Fronteras Energéticas (EFRC, por sus siglas en inglés) en nueve estados que han recibido parte del presupuesto de financiación de 118 millones de dólares para promover la investigación energética en las áreas de microelectrónica avanzada, ciencia de la fabricación, ciencia de la información cuántica y gestión ambiental. Los EFRC llevan a cabo programas de investigación que reúnen equipos multidisciplinarios y multinstitucionales para promover la ciencia energética.
APEX, que ha recibido 13,9 millones de dólares para un periodo de cuatro años, permitirá una selección e integración ampliada de materiales para la electrónica de potencia de próxima generación a través de un diseño novedoso de interfaz y sustrato, junto con vías para una fabricación escalable, de bajo coste y alta velocidad.
Para ello, APEX llevará a cabo investigaciones para impulsar la comprensión y la fabricación avanzada de materiales para alimentar de manera eficiente la red del futuro, electrificar el transporte y permitir la descarbonización industrial. Estas aplicaciones crearán cargas térmicas y energéticas sustanciales para la electrónica de potencia en el centro de la infraestructura de la red, lo que creará la necesidad de nuevos materiales y dispositivos innovadores que puedan manejar de manera efectiva tales demandas.
Ecosistema energético electrificado, sostenible y limpio
Se trata de una colaboración entre diversas entidades académicas y comerciales estadounidenses: NREL, Argonne National Laboratory, Morgan State University, Johns Hopkins University, Colorado School of Mines, University of Virginia y Kyma Technologies, que se unen ante el desafío de innovar para lograr un ecosistema energético altamente electrificado, sostenible y limpio. Siguiendo esta línea, llevarán a cabo una investigación para la creación de materiales que impulsen segmentos destacados de la transformación energética.
El centro del NREL ampliará la gama de opciones de materiales para sustratos, semiconductores de banda ultra ancha, contactos, disipadores térmicos y capas de interfaz críticas, al tiempo que avanza en la comprensión de las propiedades en interfaces clave entre diferentes materiales. El equipo se centrará en los materiales boruros, nitruros, carburos y/o óxidos, que tienen potencial para permitir el diseño de dispositivos de próxima generación que sean más pequeños y puedan manejar más corriente.