¿Está en camino el papel tapiz solar gracias a la nanotecnología del grafeno?

¿Está en camino el papel tapiz solar gracias a la nanotecnología del grafeno?

¿Qué pasaría si pudiéramos colocar paneles solares en todas partes en forma de papel tapiz solar?

Por el momento, la instalación de energía solar fotovoltaica (Solar PV) requiere colocar cuidadosamente los paneles solares para obtener la mayor cantidad de luz solar posible. Se pueden configurar sistemas de seguimiento para que los paneles sigan el camino del sol, produciendo la máxima energía durante todo el día. Al instalar un sistema fotovoltaico solar, debemos considerar cuidadosamente el ángulo de nuestro techo y cuánta luz solar es probable que reciba. Sin embargo, este no siempre es el caso. Supongamos que pudiéramos cubrir nuestras casas con células solares, de modo que toda la estructura, tanto por dentro como por fuera, pudiera aprovechar la energía solar para nosotros.

Es posible que estos paneles no sean tan eficientes como la generación actual de células solares, pero la cantidad tiene el potencial de compensar la calidad si podemos cubrir un área lo suficientemente grande. Por supuesto, las plantas nos adelantaron en esta innovación por veinticinco millones de años, cubriendo vastas extensiones del planeta en campos de colectores de energía solar flexibles y autorreplicantes, llamados pasto. Pronto podríamos tener la capacidad de hacer algo similar en nuestro entorno urbano. Una nueva investigación sobre el uso de grafeno para células solares puede proporcionar una tecnología de este tipo [1].

El grafeno es un nanomaterial, una fina capa de carbono de solo un átomo de espesor. Es fuerte y flexible y muy conductor. También es en gran parte transparente, lo que significa que permitirá que entre mucha luz en la estructura. Estas propiedades lo convierten en un excelente electrodo transparente. [2]. La creación de células solares transparentes ha sido un objetivo de la industria solar durante algún tiempo, por lo que varios grupos de investigación están trabajando en el uso del grafeno para desarrollar la próxima generación de energía fotovoltaica orgánica.

Entonces, ¿por qué querríamos una célula solar transparente? ¿Seguramente algo que absorba la mayor cantidad de energía posible sería lo mejor? Esto es ciertamente cierto, queremos absorber la mayor cantidad de luz posible, pero en la práctica, mucha de la luz que incide en un panel solar se refleja en lugar de absorberse. Una celda transparente dejaría pasar esta luz no utilizada. Se está trabajando para incorporar células solares de grafeno que pronto se podrán trabajar en el vidrio de las ventanas, lo que podría agregar superficies fotovoltaicas en todos nuestros edificios. [3].

También podrían absorber la luz de ambos lados, en lugar de tener que apuntar en una sola dirección. Investigadores de la Universidad de Surrey han diseñado células solares de grafeno basadas en la estructura de captura de luz de los ojos de la polilla, con el fin de maximizar la cantidad de luz que el sistema puede absorber. La nanotexturización del material canalizará la luz entre las nanoestructuras de carbono, aumentando la cantidad de luz que se absorbe y aumentando la salida del dispositivo. [1, 4].

Hay una variedad de formas en que se pueden producir células solares flexibles y transparentes, pero el grafeno tiene una clara ventaja. Está hecho de carbono, que es un recurso fácilmente disponible. Muchos de los materiales que se utilizan para producir la generación actual de paneles solares son costosos y difíciles de extraer, entre ellos se incluyen los elementos de tierras raras, que son necesarios para una variedad de productos electrónicos. Son de difícil obtención y su fabricación tiene un gran impacto en el medio ambiente como consecuencia de la contaminación. [5, 6]. El grafeno aún consume mucha energía y es poco probable que alguna vez dejemos de usar elementos de tierras raras por completo, pero puede ser una mejor opción que sistemas similares que usan óxidos de indio y estaño y materiales similares.

Si las células solares flexibles se pueden fabricar a un precio suficientemente bajo, podrían incorporarse en papel tapiz y materiales de construcción, proporcionando a nuestros edificios una piel fotovoltaica, que puede aprovechar la energía de cada metro cuadrado de la estructura.

Referencias

  1. El Telégrafo
  2. Información de grafeno
  3. Técnica limpia
  4. El independiente
  5. Universidad Politécnica de Hong Kong
  6. Phys.org

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