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Ciencia y Tecnología

Las plantas podrían ayudar a mejorar la eficiencia de los paneles solares

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Después del oxígeno, el silicio es el elemento más abundante en la corteza terrestre. La arena, por ejemplo, se compone principalmente de ella. También es el material que ha impulsado la revolución de los microprocesadores y un elemento clave en producción de energía verde, ya que es la base de la mayoría de paneles fotovoltaicos. Sin embargo, el silicio no es la única opción para desarrollar tecnologías informáticas o producir energía solar.

Lahari Saha, investigador de la Universidad de Maryland en Estados Unidos, cree que existen otras estrategias para lograr paneles solares más eficientes. En su caso se trata de utilizar elementos de los mayores expertos en procesar la luz solar: plantas y las moléculas con las que realizan la fotosíntesis. Hoy en día, los paneles fotovoltaicos ofrecen una eficiencia máxima de alrededor del 20 %. El desafío es aumentar esta cifra y hacerlo en una manera sostenible.

Mejorando la eficiencia de los paneles solares con clorofila y otras moléculas

Los hallazgos de la investigación de Saha se presentaron en la 67ª Reunión de la Sociedad Biofísica en San Diego, California, como parte de su artículo. «Corriente plasmónica inducida por fluoróforos para la captación de energía solar.« Su proyecto, aún preliminar, se centra en la fluorescencia, concretamente en unas moléculas conocidas como fluoróforos. Es decir, pueden absorber energía en una longitud de onda y emitirla en una longitud de onda más larga pero con menor energía.

«Cualquier tipo de molécula que emita fluorescencia emite luz. Si excitamos el fluoróforo, éste puede transferir su energía a nanopartículas metálicas, y si las partículas están lo suficientemente cerca unas de otras, desprenderán electrones y generarán corriente», explicó Saha. . Este principio es extrapolable a otras partículas no fluorescentes con alta capacidad de absorción de luz, como la clorofila o la luteína. Además de mejorar la eficiencia de los paneles, el uso de estas moléculas facilitará su reciclaje.

Otro de los grandes objetivos del investigador es el desarrollo de paneles solares con menor huella ya que el mismo energía renovable se puede generar con un tamaño menor. A medida que las energías renovables adquieran cada vez más importancia, será necesario encontrar formas de optimizar el espacio físico que ocupan. Mientras que la energía eólica opta por instalaciones marinas, la energía fotovoltaica está recurriendo a instalaciones flotantes en depósitos de agua. Los nuevos paneles «vegetales» podrían ayudar obtener más energía por metro cuadrado.

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La búsqueda de la energía biofotovoltaica

Por supuesto, el silicio tiene una larga vida por delante, ya que estos desarrollos basados ​​en moléculas vegetales aún no han alcanzado la madurez comercial o industrial. Sin embargo, la investigación en biofotovoltaica está abriendo posibilidades apasionantes, como es el caso de estos Paneles solares basados ​​en bacterias vivas.. Y hay enfoques aún más radicales. Uno de los últimos proyectos de investigación ha explorado el potencial de generación de energía de las plantas, concretamente de las suculentas.

En un artículo publicado recientemente en la revista científica ACS Applied Materials & Interfaces, un equipo de investigadores ha planteado la posibilidad de que exista una «célula biosolar» viva basada en fotosíntesis. Todas las células vivas mueven electrones como parte de sus procesos biológicos. En el caso de las plantas, la fotosíntesis produce un flujo de electrones que puede aprovecharse para alimentar un circuito externo.

En este caso, los científicos han centrado sus esfuerzos en una planta suculenta conocida como Planta de Hielo. Como parte de su investigación, insertaron un ánodo de hierro y un cátodo de platino en una de sus hojas y lograron generar una corriente de 0,28 v. Aunque se trata de un voltaje pequeño, inferior al de una pila alcalina, la corriente se mantuvo durante todo el tiempo. el día y, técnicamente, podría incrementarse mediante el uso de una red de plantas.

Otro ejemplo de biofotovoltaica es el uso de una colonia de algas para alimentar un microprocesador. En el experimento, investigadores de la Universidad de Cambridge utilizaron algas verdiazules, también conocidas como cianobacterias, capaces de realizar la fotosíntesis. Su sistema, expuesto a la luz, logró alimentar un microprocesador ARM Cortex-M0+ durante seis meses. La corriente generada es pequeña pero suficiente para alimentar Dispositivos IoT en áreas remotas.

Si quieres saber más sobre el potencial de los microorganismos para producir y almacenar energía, puedes consultar Este artículo sobre una nueva generación de biobaterías que pueden entregar energía durante semanas aprovechando la interacción de tres tipos de bacterias.

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