Investigadores de la Samueli School of Engineering de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han desarrollado células solares con componentes orgánicos y las han instalado en invernaderos para demostrar un caso de uso en agrovoltaica.
En un momento en que los países de todo el mundo buscan formas de abandonar los combustibles fósiles, la energía solar es una de las fuentes de energía renovable que todos quieren aprovechar. Sin embargo, el despliegue de grandes parques solares compite con la necesidad de alimentar a la creciente población mundial. Aquí es donde entra en juego la agrovoltaica.
El método permite el doble uso de la tierra disponible y posibilita la generación de energía basada en la energía solar junto con la agricultura. Este campo aún está en pañales y se necesitan más innovaciones para generalizarlo. Las células solares orgánicas podrían ser una de esas innovaciones.
Fabricación de células solares a partir de componentes orgánicos
Convencionalmente, las células solares se fabrican a partir de sustancias inorgánicas como el silicio, que no se descomponen con facilidad y se consideran uno de los problemas futuros a los que tendrá que enfrentarse la humanidad dentro de unas décadas.
Un equipo de investigación dirigido por Yang Yang, científico de materiales de la UCLA, recurrió en su lugar a materiales orgánicos, es decir, aquellos que tienen el carbono como uno de sus componentes para fabricar células solares. Sin embargo, este método tiene el inconveniente de que la luz solar incidente provoca la oxidación de los componentes orgánicos, lo que provoca su descomposición y disminuye considerablemente su eficacia.
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Yang y su equipo recurrieron a otro material natural, el L-glutatión, para añadir una capa a las células solares orgánicas. La capa de L-glutatión, que se vende como suplemento dietético antioxidante de venta libre, evitó la oxidación de los materiales y mantuvo su eficacia incluso después de 1.000 horas de uso continuado.
Para probar sus células solares orgánicas semitransparentes, los investigadores las utilizaron en pequeños prototipos de invernadero donde también cultivaban plantas como trigo, judías mungo y brécol. Para demostrar la eficacia de las células, los investigadores utilizaron un prototipo de invernadero de control que empleaba células solares inorgánicas o convencionales. Los investigadores comprobaron que los cultivos del invernadero con células solares orgánicas crecían más que los del invernadero normal.
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“No esperábamos que las células solares orgánicas superaran a un invernadero convencional con tejado de cristal”, afirma Yepin Zhao, miembro del laboratorio de Yang en la UCLA, en un comunicado de prensa.
“Pero repetimos los experimentos varias veces con los mismos resultados y, tras investigar y analizar más a fondo, descubrimos que las plantas no necesitan tanta luz solar para crecer como habíamos pensado en un principio. De hecho, demasiada exposición al sol puede hacer más mal que bien”.
Los investigadores también sospechan que la capa de L-glutatión impedía que los rayos ultravioleta (UV) e infrarrojos (IR) llegaran a las plantas. Los rayos UV pueden inhibir el crecimiento de las plantas, mientras que los IR pueden calentar un invernadero, aumentando las necesidades de agua de las plantas. Ninguna de las dos cosas ocurrió en el invernadero con células solares orgánicas.
Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Nature Sustainability.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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