La energía solar es una de las fuentes de energía renovable más prometedoras, pero también tiene sus desafíos. ¿Cómo aprovechar al máximo la luz del sol y evitar el sobrecalentamiento de las placas solares? ¿Cómo generar agua potable a partir de la abundante agua salada de los océanos? Un equipo de investigadores ha encontrado una posible solución con el nuevo invento que sustituirá a las placas solares y permitiría convertir el agua salada en dulce.
El nuevo invento que sustituirá a las placas solares
Las placas solares son una de las fuentes de energía renovable más utilizadas en el mundo, pero también tienen sus limitaciones. Una de ellas es que no aprovechan toda la luz solar que reciben, sino que gran parte se pierde en forma de calor. Otra es que necesitan sistemas de refrigeración que consumen energía y recursos adicionales. ¿Qué pasaría si pudiéramos diseñar unas placas solares que imitaran la forma en que las plantas convierten la luz solar en energía?
Esa es la idea que ha desarrollado un equipo de investigadores del Imperial College de Londres, en colaboración con Intel y Lenovo. Se trata de unas hojas fotovoltaicas inspiradas en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas transforman el agua y el dióxido de carbono en glucosa y oxígeno, utilizando la luz solar como fuente de energía. Estas hojas artificiales están hechas de materiales de bajo coste y tienen una estructura porosa que permite que el agua circule por su interior, enfriando las células solares y generando vapor de agua.
Taking a leaf from nature’s book, #OurImperial researchers have developed a new solar energy design that could inspire the next generation of renewable energy technologies 🌱 pic.twitter.com/6sVyurfps0
— Imperial College London (@imperialcollege) August 18, 2023
Placas que sirven también para crear agua potable
El resultado es un sistema de energía solar más eficiente, sostenible y versátil. Según los investigadores, estas hojas fotovoltaicas pueden producir un 10% más de electricidad que las placas solares convencionales, al reducir la pérdida de calor y aumentar la absorción de luz. Además, el vapor de agua que se genera puede ser utilizado para otros fines, como la producción de agua potable a partir de agua salada o la humidificación de ambientes secos.
Usos de este nuevo invento e inspiración en las plantas
El invento, que ha sido publicado en la web del Imperial College, podría tener múltiples aplicaciones en diferentes sectores, como la agricultura, la industria o el hogar. Por ejemplo, se podría utilizar para regar cultivos, alimentar máquinas o refrigerar viviendas. Los investigadores esperan que su proyecto contribuya a mejorar el acceso a la energía limpia y al agua potable en las zonas más desfavorecidas del mundo, donde estos recursos son escasos.
El Dr. Gan Huang, uno de los autores del estudio, explica que su objetivo es “cogenerar electricidad, calor y agua limpia a partir del mismo colector solar ‘híbrido’ sin bomba”. Para ello, se inspiraron en la naturaleza, que ha desarrollado soluciones óptimas para aprovechar los recursos disponibles. “Las plantas han evolucionado durante millones de años para optimizar la fotosíntesis”, dice el Dr. Huang. “Nosotros hemos tratado de imitar su estructura y función para crear un sistema solar más eficaz y sostenible”.
Por ello, el diseño de estas hojas fotovoltaicas se ha inspirado en las venas de las hojas, con el objetivo de aumentar la eficiencia de la generación de energía solar. Estas hojas incorporan una capa de transpiración biomimética que utiliza fibras de bambú y células de hidrogel para imitar las venas y las células esponjosas de las plantas. Este sistema de enfriamiento por transpiración ha demostrado elevar la eficiencia en más del 10% en comparación con los paneles solares convencionales, que pierden hasta el 70% de la energía solar entrante. Además, el mismo diseño serviría para crear una desaladora impulsada por energía solar, convirtiendo agua salada en agua potable mediante la condensación del vapor generado por la transpiración de las hojas fotovoltaicas.
