Fotovoltaica sin sol. Dirás un bello y buen oxímoron. No según la última innovación de los fervorosos laboratorios del MIT que, tras haber desarrollado recientemente las células solares de papel, la hoja solar artificial para calentar la casa y las células solares 3D, vuelven a sorprender con un nuevo sistema de conversión de energía fotovoltaica capaz de producir electricidad. incluso en ausencia de luz directa y aprovechando el calor de cualquier fuente.
Está a punto de acabar atropellado, su madre lo salva
fotovoltaica sin sol. Dirás un bello y buen oxímoron. No según la última innovación de los fervorosos laboratorios del MIT que, tras haber desarrollado recientemente las células solares de papel, la hoja solar artificial para calentar la casa y las células solares 3D, vuelven a sorprender con una nuevo sistema de conversión de energía fotovoltaica capaz producir electricidad incluso en ausencia de luz directa y utilizando el calor de cualquier fuente.
Un principio que ciertamente no es revolucionario, como la nanotecnología con la que fue recreado, que se utiliza cada vez más en la investigación de las células solares del futuro.
Pero lo que tiene de revolucionario en la investigación "Sun free photovoltaics" también publicado en la prestigiosa revista Physical Review, es precisamente la aplicación de la nanotecnología al principio de convertir el calor en luz lo que hace posible que el nuevo sistema sea más eficiente que todos los intentos anteriores.
La clave de esta revolucionaria innovación reside, de hecho, como se explica en la web del MIT, en una material con miles de millones de "pozos" a nanoescala grabado en la superficie de las células solares. Cuando el material absorbe calor -del sol, de un incendio de hidrocarburo o de cualquier otra fuente- el la superficie picada irradia energía principalmente a estas longitudes de onda cuidadosamente elegidas. A partir de ahí, los investigadores del MIT crearon por primera vez un generador de energía alimentado por butano del tamaño de un botón con una autonomía tres veces superior a una batería de litio del mismo peso que se puede recargar instantáneamente simplemente insertando un pequeño cartucho de combustible nuevo.
Siguiendo el mismo principio, los investigadores también desarrollaron otro dispositivo que, alimentado por un radioisótopo que produce constantemente calor a partir de la desintegración radiactiva, podría generar electricidad durante 30 años sin repostar y sin mantenimiento. Un instrumento que podría representar, por ejemplo, una fuente ideal de electricidad para una nave espacial en una misión lejos del Sol.
También porque, de acuerdo con lo declarado por el Administrador de Información de Energía de EE. UU., el 92 por ciento de toda la energía que usamos involucra la conversión de calor en energía mecánica, y por lo tanto a menudo en electricidad. Sin embargo, los sistemas mecánicos actuales, como el uso de combustible para hervir agua y hacer girar una turbina, tienen una eficiencia relativamente baja y no se pueden reducir a los pequeños dispositivos que necesitan los aparatos como, por ejemplo, un teléfono inteligente o un monitor médico.
"Ser capaz de convertir el calor de varias fuentes en electricidad sin piezas móviles habría traído enormes beneficios - dice Ivan Celanovic ScD '06, ingeniero de investigación del MIT que coordinó la investigación - especialmente si pudiéramos hacerlo de manera efectiva, en relación con barato y en una escala pequeña”.
La solución de Celanovic fue utilizar cristales fotónicos de tungsteno, un material que al calentarse genera luz contra un espectro de emisión alterado gracias a los "microagujeros" practicados en su superficie, cada uno de los cuales se comportaría en la práctica como una diminuta "cámara de resonancia" capaz de emitir radiación solo en determinadas longitudes de onda . Los chips así fabricados contienen, en la práctica, auténticos cristales fotónicos en ambas caras planas y minúsculos tubos externos para la inyección de combustible y aire, así como para la expulsión de residuos. Microrreactores reales a los que añadir una célula fotovoltaica adosada a cada fachada para convertir las longitudes de onda de la luz emitida en la energía eléctrica.
“En ese momento, nuestro generador TPV podría alimentar su teléfono inteligente durante toda una semana sin recargarlo”, dice satisfecho. Celanovic, aunque la construcción de sistemas prácticos requiere la integración de muchas tecnologías y campos de especialización. “Es un esfuerzo verdaderamente multidisciplinario”, dice Celanovic. "Y es un claro ejemplo de cómo la investigación de materiales es fundamental y capaz de permitir todo un espectro de aplicaciones para la conversión energéticamente eficiente".
Simona Falasca
