Estudian una nueva forma de generar energía eléctrica solar
El sol sale para todos por igual. Pero sólo unos pocos pueden utilizar su potencial para generar energía eléctrica ya que el proceso de conversión tradicional es costoso y tóxico. Investigadores de la UNRC buscan romper esta barrera con un proyecto de “eficiencia récord”.
Agencia CTyS (Nadia Luna) - Se trata de una alternativa ecológica y diez veces más económica para aprovechar la energía solar, a través de celdas sensibilizadas por colorante con eficiencia récord de conversión.
La eficiencia es el porcentaje de luz solar que será transformado en energía eléctrica. Con las celdas de silicio, utilizadas en los paneles solares que se comercializan actualmente, se consigue alrededor de un 15 o 20%.
En tanto, los científicos cordobeses lograron el 7,5% con las orgánicas, que es el rendimiento más alto del país. El máximo porcentaje de eficiencia obtenido a nivel mundial con este tipo de celdas es del 10%.
“Estas celdas serían muy importantes para reemplazar las de silicio, cuyo proceso de fabricación es muy costoso, aparte de que se usan solventes tóxicos”, explica a Agencia CTyS el doctor José Natera, coordinador del grupo que pertenece a la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de Río Cuarto.
El nuevo desafío para los investigadores, que también cuentan con el respaldo del CONICET, es diseñar dispositivos de larga duración, ya que las celdas actuales son líquidas y luego de una o dos semanas comienzan a perder eficiencia. Por eso, el experimento aún está en fase de prueba.
Sin embargo, Natera viene trabajando en el proyecto desde hace cuatro años, por lo que se atreve a calcular que el costo de un panel solar hecho con celdas orgánicas sería diez veces menor al de los armados con celdas de silicio.
El amanecer de la ciencia
Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz solar en electricidad, mediante un efecto fotoeléctrico, para almacenarla en baterías o utilizarla directamente.
Alrededor del 95% de los dispositivos utilizados hoy son de silicio. Una vez que las celdas están armadas no contaminan más, pero durante el proceso utiliza solventes nocivos para la salud.
La celda orgánica o célula solar sensibilizada por colorante fue creada por el físico suizo Michael Grätzel en 1991. Sus ventajas son que puede ser construida a través de un proceso simple, con materiales de bajo costo y que no contaminan.
Estas celdas están compuestas por óxido de titanio y son semiconductores que al exponerse al sol producen la circulación de la corriente eléctrica. También necesitan de un colorante orgánico que tiene la función de sensibilizar, es decir, atrapar a los fotones del sol y convertirlos en electricidad.
El óxido de titanio es un fotocatalizador muy eficaz utilizado como absorbente de rayos ultravioleta. Además, está presente en gran variedad de productos, como jabones, pinturas, cosméticos y pasta de dientes.
“El armado y funcionamiento de las celdas hoy es simple para nosotros, pero al principio no lo fue. El porcentaje de energía que sacábamos entonces era del 1%”, cuenta el investigador.
La dificultad se debía a que no contaban con el equipamiento ni con las técnicas necesarias, por lo que Natera debió viajar a España y Alemania para conseguirlos.
El ocaso de los fósiles
Cada vez hay más miradas puestas en el cielo. El sol es una fuente de energía inagotable y gratuita, cuyo valor aumenta a medida que disminuye la reserva mundial de combustibles fósiles: petróleo y gas natural.
Además de no renovarse, emiten gases que contaminan la atmósfera. El problema es que son difíciles de reemplazar porque la economía mundial está sostenida en estas fuentes, que se extraen de manera más sencilla y mucho más barata que las sustentables.
El desarrollo de energías renovables en el país aún es bastante incipiente. Las principales barreras son tecnológicas y económicas, porque se requieren importantes inversiones para generalizar su uso.
Sin embargo, son ideales para las poblaciones rurales, o “mercados dispersos”. Se trata de lugares donde el tendido eléctrico no llega, porque su mantenimiento en zonas de difícil acceso termina siendo más costoso que instalar un sistema de energía fotovoltaica.
Además, la radiación solar puede ser captada en todo el territorio, y una vez instalada tiene un costo energético nulo. Tanto el mantenimiento requerido como el riesgo de avería son muy bajos. Y, por supuesto, no contamina el medio ambiente.
Para fomentar la inversión e investigación en energías sustentables, la Ley 26190 declara de interés nacional la generación de electricidad a partir de estos recursos. Su objetivo es que para 2016 puedan abastecer el 8% de la matriz energética argentina.
En el mismo sentido, el Proyecto de Energías Renovables en Mercados Rurales (PERMER) es un programa implementado por la Secretaría de Energía de la Nación desde hace once años, que suministra electricidad a viviendas, escuelas, salas de emergencia y otros servicios públicos en áreas alejadas de los centros urbanos.
Hacia el horizonte
“A nivel mundial hay un furor muy grande con estas celdas”, señala Natera. En Europa y Estados Unidos, el aprovechamiento de la energía solar ya es casi una realidad cotidiana.
Y aunque en nuestro país todavía queda un largo camino por recorrer, el científico plantea un punto clave. “Yo creo que en Argentina hay mucha capacidad. Así que mientras más invierta el Estado, más gente va a trabajar en esto”, reflexiona.
Los investigadores ya están focalizados en su próxima meta: conseguir celdas sensibilizadas con colorante pero en estado sólido, para que no pierdan líquido y tengan así una mayor durabilidad.
“Calculo que para este año ya se van a obtener buenos resultados”, anticipa Natera. Las esperanzas ecológicas se iluminan con cada avance científico, mientras al reino de los combustibles fósiles le va llegando la noche.
