Una nueva tecnología aumenta un 3.000% la capacidad de almacenar energía solar

Investigadores australianos han desarrollado, inspirándose en el mundo vegetal, un nuevo electrodo basado en el grafeno que puede revolucionar la forma en que almacenamos la energía solar y aumentar esta capacidad un 3.000%, según se informa en un comunicado.

La tecnología es flexible y puede fijarse a las células fotovoltaicas, lo que supone que de ahora en adelante se podrán desarrollar tecnologías que permitirán a los teléfonos móviles, los portátiles y relojes inteligentes usar eficazmente la energía solar para asegurar su funcionamiento.

Para conseguirlo, los ingenieros han usado supercondensadores, capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores normales y de liberar energía a raudales. En la actualidad, sin embargo, los supercondensadores no pueden almacenar suficiente energía para hacer con ellos baterías solares viables.

Para solucionar este problema, lo que ha hecho el equipo de la Universidad RMIT de Melbourne es investigar cómo los organismos vivos llegan a almacenar mucha energía en una superficie pequeña. Se inspiró en las hojas de un helecho norteamericano común, que están llenas de venas y por ello son muy eficientes en el almacenamiento de energía y transporte de agua.

El electrodo se basa en las formas fractales de la hoja del helecho, que se auto-replican como las miniestructuras presentes en el interior de los copos de nieve. Los ingenieros han utilizado este concepto para mejorar el almacenamiento de la energía solar a nivel nanométrico.

Concepto fractal

Asimismo, para crear un electrodo conductor, han utilizado láseres con los que han manipulado el grafeno, un material de alta conductividad eléctrica que tiene además sus átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal.

Aplicando la concepción fractal del helecho en el diseño del electrodo de grafeno, al mismo tiempo que combinándolo con supercondensadores ya existentes, es como los investigadores han conseguido multiplicar por 30 la capacidad de almacenamiento de las tecnologías actuales.

El desarrollo permitirá obtener células fotovoltaicas vinculadas a supercondensadores que aumentarán hasta un 3.000% la capacidad de almacenamiento de la energía solar, en relación a la capacidad actual.

Estos supercondensadores con capacidad aumentada ofrecen tanto la fiabilidad a largo plazo como la liberación de energía en ráfagas rápidas, explican los investigadores.

La nueva tecnología de supercondensadores es una alternativa ideal a los actuales sistemas de almacenamiento de energía solar, ya que permite recuperar eficazmente esta energía, en cantidades razonables, incluso los días en que el sol está cubierto por las nubes.

Nueva generación de foltovoltaicas

Los investigadores consideran que la aplicación más trascendental de esta tecnología será combinarla con una célula fotovoltaica para proporcionar una solución localizada de recolecta y almacenamiento de la energía solar.

Aunque esto ya se consigue con las células fotovoltaicas actuales, los investigadores consideran que combinarlas con el electrodo basado en grafeno creará una nueva generación de sistemas fotovoltaicos flexibles que pueden usarse en cualquier parte.

Esta nueva generación podría aplicarse a la construcción de paneles en los coches, en los teléfonos inteligentes y en las gafas inteligentes. Incluso dejaría de ser necesario recargar las baterías de los móviles o usar estaciones de recarga para los coches híbridos actuales.

De momento, los investigadores están centrados en la energía solar flexible, con la finalidad de conseguir que la electrónica sea alimentada por energía solar de forma autónoma.

Referencia

Bioinspired fractal electrodes for solar energy storages. Scientific Reports 7, Article number: 45585 (2017) doi:10.1038/srep45585