El equipo de ingenieros y una de las antenas que concentran 100 veces más de energía solar que una célula fotovoltaica actual. Imagen: MIT.
El desarrollo de nuevas antenas de nanotubos de carbono podría marcar un antes y un después en el campo de la energía solar, dejando obsoletas otras tecnologías tradicionales como las células fotovoltaicas. El principal avance de esta nueva metodología, desarrollada por ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT), se relaciona directamente con la posibilidad de concentrar 100 veces más de energía solar que las células o paneles empleados actualmente.
Se trata de diminutos filamentos que contienen unos 30 millones de nanotubos de carbono, capaces de absorber la energía del sol en forma de fotones y posteriormente emitirla para diferentes aplicaciones. Según los ingenieros químicos del MIT, estas pequeñas antenas pueden concentrar una gran cantidad de energía solar, permitiendo el desarrollo de paneles solares con mayor potencia y menores dimensiones.
Gracias a estas nuevas antenas, el lugar que ocupan actualmente las células fotovoltaicas o paneles convencionales en techos de edificios o predios podría estar ocupado por dispositivos de menor tamaño, optimizando de esta manera el espacio empleado y logrando una producción energética mucho mayor.
El especialista Michael Strano y sus ayudantes describen esta nueva tecnología en un artículo recientemente publicado en la edición online de la revista especializada Nature Materials. Además, el hallazgo fue difundido a través de una nota de prensa del Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Se trata de diminutos filamentos que contienen unos 30 millones de nanotubos de carbono, capaces de absorber la energía del sol en forma de fotones y posteriormente emitirla para diferentes aplicaciones. Según los ingenieros químicos del MIT, estas pequeñas antenas pueden concentrar una gran cantidad de energía solar, permitiendo el desarrollo de paneles solares con mayor potencia y menores dimensiones.
Gracias a estas nuevas antenas, el lugar que ocupan actualmente las células fotovoltaicas o paneles convencionales en techos de edificios o predios podría estar ocupado por dispositivos de menor tamaño, optimizando de esta manera el espacio empleado y logrando una producción energética mucho mayor.
El especialista Michael Strano y sus ayudantes describen esta nueva tecnología en un artículo recientemente publicado en la edición online de la revista especializada Nature Materials. Además, el hallazgo fue difundido a través de una nota de prensa del Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Mayor capacidad de captación energética
Los paneles solares tradicionales generan electricidad mediante la conversión de fotones en una corriente eléctrica, pero la antena de nanotubos de carbono aumenta en forma considerable el número de fotones que se pueden capturar y transformar en energía para ser canalizada en una célula solar.
Por otro lado, vale destacar que estas nuevas antenas también pueden ser útiles para cualquier otra aplicación que requiera la concentración de luz solar, más allá de su uso en el terreno energético. Es así que los filamentos de nanotubos de carbono podrían emplearse además para el desarrollo de gafas de visión nocturna o telescopios, entre otros dispositivos.
Las antenas están compuestas por una cuerda fibrosa de alrededor de 10 micrómetros (millonésimas de metro) de longitud, que contiene unos 30 millones de nanotubos de carbono. Las características de este filamento permiten concentrar una gran cantidad de energía cuando la luz incide en el material.
El próximo paso para avanzar en esta nueva tecnología consiste en combinar un dispositivo fotovoltaico con la antena, con el propósito de lograr que los fotones concentrados en la antena sean convertidos en corriente eléctrica a través de la nueva célula solar.
Los paneles solares tradicionales generan electricidad mediante la conversión de fotones en una corriente eléctrica, pero la antena de nanotubos de carbono aumenta en forma considerable el número de fotones que se pueden capturar y transformar en energía para ser canalizada en una célula solar.
Por otro lado, vale destacar que estas nuevas antenas también pueden ser útiles para cualquier otra aplicación que requiera la concentración de luz solar, más allá de su uso en el terreno energético. Es así que los filamentos de nanotubos de carbono podrían emplearse además para el desarrollo de gafas de visión nocturna o telescopios, entre otros dispositivos.
Las antenas están compuestas por una cuerda fibrosa de alrededor de 10 micrómetros (millonésimas de metro) de longitud, que contiene unos 30 millones de nanotubos de carbono. Las características de este filamento permiten concentrar una gran cantidad de energía cuando la luz incide en el material.
El próximo paso para avanzar en esta nueva tecnología consiste en combinar un dispositivo fotovoltaico con la antena, con el propósito de lograr que los fotones concentrados en la antena sean convertidos en corriente eléctrica a través de la nueva célula solar.
Los filamentos integran 30 millones de nanotubos de carbono. Imagen: Geraldine Paulus / MIT.
Nuevos desafíos
La construcción de la antena alrededor de un núcleo de material semiconductor podría provocar el efecto mencionado anteriormente, aunque la eficacia de dicha célula solar dependerá de los materiales utilizados, según los investigadores. De esta manera, la elección del material más conveniente resulta el punto más importante a resolver.
Otra cuestión de importancia es el desarrollo de capas de nanotubos de carbono con diferentes propiedades, capaces de cumplir funciones complementarias y de incrementar la versatilidad de los dispositivos. Asimismo, mientras el costo de los nanotubos de carbono es una limitación en la actualidad para su uso masivo, en un futuro próximo podrían ser muy económicos, de acuerdo a las opiniones de los propios especialistas.
De esta manera, los nanotubos de carbono podrían alcanzar valores similares a los que poseen actualmente los polímetros, utilizados hoy en las tecnologías que permiten desarrollar una célula fotovoltaica convencional. Es así que los nanotubos constituirían un porcentaje mínimo del gasto de construcción de las nuevas células solares, como sucede en la actualidad con los polímeros y su incidencia en el costo de los dispositivos tradicionales.
El equipo de ingenieros del MIT trabaja actualmente en la forma de reducir al mínimo la pérdida de energía a través de los filamentos, incrementando aún más su capacidad de captación energética. Mientras en la actualidad los paquetes de nanotubos de carbono pierden alrededor del 13 por ciento de la energía que absorben, los investigadores creen posible el desarrollo de nuevas antenas que perderían solamente el 1 por ciento de dicha energía.
La construcción de la antena alrededor de un núcleo de material semiconductor podría provocar el efecto mencionado anteriormente, aunque la eficacia de dicha célula solar dependerá de los materiales utilizados, según los investigadores. De esta manera, la elección del material más conveniente resulta el punto más importante a resolver.
Otra cuestión de importancia es el desarrollo de capas de nanotubos de carbono con diferentes propiedades, capaces de cumplir funciones complementarias y de incrementar la versatilidad de los dispositivos. Asimismo, mientras el costo de los nanotubos de carbono es una limitación en la actualidad para su uso masivo, en un futuro próximo podrían ser muy económicos, de acuerdo a las opiniones de los propios especialistas.
De esta manera, los nanotubos de carbono podrían alcanzar valores similares a los que poseen actualmente los polímetros, utilizados hoy en las tecnologías que permiten desarrollar una célula fotovoltaica convencional. Es así que los nanotubos constituirían un porcentaje mínimo del gasto de construcción de las nuevas células solares, como sucede en la actualidad con los polímeros y su incidencia en el costo de los dispositivos tradicionales.
El equipo de ingenieros del MIT trabaja actualmente en la forma de reducir al mínimo la pérdida de energía a través de los filamentos, incrementando aún más su capacidad de captación energética. Mientras en la actualidad los paquetes de nanotubos de carbono pierden alrededor del 13 por ciento de la energía que absorben, los investigadores creen posible el desarrollo de nuevas antenas que perderían solamente el 1 por ciento de dicha energía.