Nanotecnología y energía solar: pintura para aprovechar la energía solar.

Por:  Jaime Moreno Juez

El descubrimiento de fenómenos que relacionan la luz solar y la electricidad datan del principio del siglo XIX. Alexandre Edmond Becquerel fue en 1839 fue el primero en definir el efecto fotovoltaico en el cual se genera una fuerza electromotriz en el material debida a la luz incidente. Tras este descubrimiento se ha desarrollado mucho esta tecnología sobre todo en los últimos años debido al sistema energético insostenible que tenemos.

Desde que surgió la tecnología para transformar la energía solar en energía eléctrica, se ha estado investigando mucho en este campo para abaratar costes y que esta tecnología llegase a todos los consumidores, pero pasan los años y la tecnología de las celdas solares sigue sin abaratarse. Si esta tendencia continua llegará un momento en el que deje de ser rentable y pase a la historia sustituyéndose por otras formas de recuperar energía.

Funcionamiento de una célula solar convencional de Silicio.

Un ejemplo claro de estas nuevas tecnologías es la pintura solar elaborada con nano-partículas que aprovechan la energía del sol. Esto tendría aplicaciones infinitas en la vida cotidiana, como por ejemplo la pintura del coche, las casas, la ropa o de los teléfonos móviles que podrían recargarse con sólo exponerse a la luz solar. Sin duda es una alternativa a tener muy en cuenta.

Imagen de pintura solar “Sun-believable”.

Todo esto parece ciencia ficción, pero varios grupos de investigación de todo el mundo trabajan para que se una realidad. De momento, investigadores de la universidad de Notre Dame, en el centro de nano ciencia y tecnología (NDnano) han desarrolla en fase de pruebas un material en forma de pintura que tiene dichas características. Lo han denominado “Sun-believable”. “Al incorporar nanopartículas o “quantum dots” que producen energía en un compuesto que puede esparcirse, hemos hecho una pintura de una sola capa solar que se puede aplicar a cualquier superficie conductora sin equipo especial.” Citan los investigadores de centro de nanociencia de París.

Esta pintura es  un nuevo material que utiliza nanopartículas de dióxido de titanio cubiertas con sulfuro de cadmio. El sulfuro de cadmio y el dióxido de titanio son sustancias muy tóxicas y de difícil manipulación pero que tratadas de forma adecuada pueden manipularse sin riesgo para la salud y contienen muchas propiedades ópticas y eléctricas fundamentales para la conversión de energía solar. La toxicidad sería por lo tanto otro escollo a batir para la aplicación de esta tecnología. Estas partículas son suspendidas en una mezcla de agua y alcohol para crear una pasta, como la que se ve en la imagen superior. En esta solución la corriente fluye  como resultado de su exposición a una fuente de energía radiante como en el caso de las células fotovoltaicas que se usan hoy en día. Si dicha pasta se aplica a un material conductor transparente y se expone a la luz solar es posible producir energía eléctrica y almacenarla para posteriormente ser utilizada por el consumidor o ser directamente utilizada.

Aunque esto es un gran avance la investigación aún está en sus inicios, pues la eficiencia de conversión de luz solar a electricidad es apenas del 1%, mientras que en las celdas solares comerciales esta eficiencia es de 10 a 15%. Este rendimiento es realmente pequeño pero no está del todo mal para estar en una fase experimental y ser una primera generación. Se espera que con el desarrollo de esta tecnología y que con el avance de la investigación en nanotecnologías pueda obtenerse un rendimiento bastante aceptable tratándose de lo que es, una pintura. Ted Sargent, profesor de ingeniería informática en la Universidad de Toronto, en Canadá anunció en 2005 un nuevo material plástico basado en nanotecnología de puntos cuánticos que con el adecuado desarrollo podría conseguir aprovechar hasta un 30% de la energía del sol. Esperemos que sus predicciones sean correctas.

Sin embargo, la ventaja de esta nueva pintura es que es sumamente económica y muy fácil de aplicar por lo que los investigadores esperan mejorar su estabilidad y eficiencia ya que sus aplicaciones potenciales son muchas y podría en un futuro implementarse masivamente en edificios y grandes construcciones.

¿Se imagina poder imprimir hojas con células solares mediante baratas impresoras y ubicarlas en cualquier lugar de su hogar para montar su propia estación eléctrica? En un futuro, puede que todo esto sea posible gracias al desarrollo de la nanotecnología y los nanomateriales.