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Grafeno y energía solar

octubre 8, 2019
Obtener energía del sol con grafeno

Pensando en la morfología y propiedades del grafeno, no es de extrañar que aparezcan aplicaciones para la producción de energías renovables basadas en este material.

El grafeno y la energía solar

La energía solar está avanzando enormemente como fuente de energía sostenible. Por otro lado, aún plantea problemas de eficiencia durante la noche e inclemencias del tiempo. El grafeno puede ser la solución a este limitante.

El grafeno convierte la lluvia en electricidad

Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en colaboración con otras instituciones, han mostrado en Nature Physics, el potecial que tiene el grafeno para la conversión de luz en energía eléctrica.

” En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno hemos visto que un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados, y por lo tanto una señal eléctrica mayor”

Frank Koppens, líder del grupo de la investigación en el ICFO

Durante su investigación también se concluyó que la eficiencia en la transformación varía en función de la energía de los fotones. Los fotones de alta energía (color violeta) inducen un mayor número de electrones excitados que los de baja energía (infrarrojos).

Energía solar y grafeno
Espectro visible

Según el equipo de científicos, los resultados son muy esperanzadores. Suponiendo un punto de partida para una revolución en el futuro a niveles de lo que ocurrió con el plástico.

El grafeno produce energía de la lluvia

Actualmente se están desarrollando paneles solares capaces de generar energía incluso cuando está lloviendo. Un avance que podría revolucionar el mercado de las energías verdes.

El funcionamiento de estos paneles se basa en que, el agua de lluvia, no es agua pura, sino que en ella encontramos iones. Estos, son elementos que han perdido (catión o ion positivo) o ganado (anión o ion negativo) un electrón.

Un equipo de investigadores chinos está trabajando en este proyecto de paneles que recibe el nombre de paneles solar-pluviales.

Estos panales son similares a los convencionales, sin embargo, presentan una fina capa de grafeno en su superficie.

El mecanismo es el siguiente: El agua de lluvia, contiene entre otros amoniaco, calcio y sodio. Estos, reaccionan con el grafeno, formano un supercapacitor. Simplificando, se forma una doble capa; una por el grafeno y otra por los iones.

Entonces, la diferencia de potencial entre ambas (la capa de agua tiene una carga mucho más positiva que la del grafeno) provoca un intercambio de electrones entre ambas capas.

Este movimiento de iones de una capa a otra, no es más que corriente eléctrica.

Es cierto que la capa de grafeno reduce considerablemente la eficiencia de los paneles solares convencionales, de un 20% a un 7%. Pero, se compensa con su capacidad de generar electricidad los días de lluvia.

Estas características no los hacen rentables para el mercado actual, pero los científicos, con un poco más de investigación, podrían mejorar estas cifras.

Si estos avances salen al mercado podrían suplir uno de los principales problemas que presenta la energía solar: la falta de luz solar directa.