El MIT presenta células solares que se regeneran biológicamente como las plantas

Los vegetales convierten la luz en energía de la forma más eficiente, unos organismos que para los investigadores marcan la última frontera en la creación de células fotovoltaicas. Por eso, desde hace años, los científicos están constantemente tratando de imitar los trucos logrados por las plantas gracias a millones de años de evolución.

Un equipo de científicos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha anunciado esta semana que han desarrollado unas células solares de clorosplastos sintéticos que se pueden romper y auto-ensamblar varias veces, al igual que las células vegetales. Estas células solares se renuevan constantemente, lo que significa que la tecnología, en última instancia, podría dar lugar a paneles solares casi eternos, que se reconstruyen solos cuando son dañados por el sol.

Las técnicas modernas de fabricación requieren generalmente un alto grado de control (y de coste) para obtener materiales fotovoltaicos con configuraciones precisas. De ahí el interés de los investigadores en sistemas de auto-montaje, que puedan simplificar la manufactura existente imitando la naturaleza.

Aunque las hojas de las plantas pueden parecer tan estáticas como las células de un panel solar artificial, la luz del sol es realmente bastante destructiva para ellas. Para contrarrestar este efecto las hojas reciclan rápidamente sus proteínas (aproximadamente cada 45 minutos) durante las horas de más sol. Este mecanismo de reparación rápida permite a las plantas aprovechar al máximo la energía abundante del sol sin perder eficiencia en el tiempo.

Para crear esta capacidad regenerativa única, el equipo del MIT ha utilizado una técnica que permite controlar la estructura hasta el nivel nanométrico, pudiéndose manipular el interfaz entre los componentes orgánicos e inorgánicos para optimizar las características deseadas.

Se trata de un novedoso conjunto de moléculas de auto-montaje que usan los fotones de la luz solar para captar electrones sueltos en forma de electricidad. El sistema contiene siete compuestos diferentes, incluyendo nanotubos de carbono que son los que dan la estructura y el canal para conducir la electricidad lejos de las células. Unos fosfolípidos sintéticos y otras moléculas que se auto-ensamblan en los centros de reacción son los que en realidad interactúan con los fotones entrantes para liberar electrones eléctricos.

Bajo ciertas condiciones, este compuesto crea una estructura uniforme para cosechar energía solar. Pero en presencia de un tensioactivo (similar al material utilizado para dispersar el aceite durante los derrames de petróleo del Golfo de México) las estructuras se separan y se dividen en los nanotubos, fosfolípidos y las otras moléculas constituyentes. Pasando la solución a través de una membrana para eliminar el dispersante, los elementos se vuelven a ensamblar, rejuvenecido las células solares en mal estado por su exposición excesiva al sol.

Por ahora los investigadores han logrado que estas células fotovoltáicas trabajen con una eficiencia del 40 por ciento, aunque piensan que con algunos retoques podría aumentar el rendimiento mucho más. La tecnología podría ser el próximo gran paso adelante para la tecnología solar, ya que permite paneles solares que no se degradan con el tiempo, a los que sólo hay que dar una sacudida rápida con el surfactante para conseguir, esencialmente, un nuevo panel.

Prueba de la célula; Patrick Gillooly, MIT

Fuente: Eureka Alert