La nanotecnología y la energía solar

Sabemos que la luz del sol es la mayor fuente de energía libre de emisiones de carbono y en tan sólo una hora, la cantidad de energía solar que llega a la Tierra es suficiente para abastecer a todo el mundo durante un año.

Uno de los sistemas que aprovecha esta característica de la luz son las celdas fotovoltaicas, utilizan la luz solar para generar energía convirtiéndola en electricidad, y normalmente son fabricadas con silicio. Éstas funcionan gracias a la excitación de electrones con radiación electromagnética en diferentes intervalos del espectro electromagnético, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. La luz está formada por partículas llamadas fotones, sólo un rayo de luz solar contiene trillones de fotones. Estos fotones, al hacer contacto con la celda solar, se convierten en un flujo de electrones, también conocido como una corriente eléctrica. Este tipo de energía es utilizada desde un reloj o calculadora hasta en los satélites de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA). Una de las ventajas de utilizar este tipo de energía es su mínima emisión de residuos y contaminantes. Sin embargo, el costo de estos dispositivos no es competitivo comparado con el de la energía eléctrica convencional, que se genera a partir de la quema de combustibles fósiles.


Hoy en día, se han llevado a cabo investigaciones del uso de nanopartículas semiconductoras para la fabricación de celdas solares, gracias a sus beneficios, tales como: elevadas secciones transversales de absorción, mayor aprovechamiento de electrones y el bajo costo que se necesita para su fabricación y procesamiento. Así mismo, se ha demostrado que las propiedades ópticas que ofrecen las nanopartículas metálicas y semiconductoras pueden ser utilizadas para aprovechar la energía solar y mejorar las celdas fotovoltaicas, optimizando su producción y comercialización.


En 2016, investigadores de la Universidad Nacional de Ingeniería en Perú llevaron a cabo la modificación con nanopartículas de óxido de níquel (NiO) en celdas solares sensibilizadas con dióxido de titanio (TiO2). El NiO es considerado un material muy prometedor por sus propiedades catalíticas, eléctricas y magnéticas. Se ha aplicado en diversos campos, como catalizadores, dispositivos fotovoltaicos, electrodos de celdas de combustible, etc. En celdas fotovoltaicas, los principales objetivos del NiO son eficientizar el transporte de electrones, incrementar la estabilidad y eliminar los residuos peligrosos como el telurio de cadmio (CdTe) o plomo (Pb), que son generados al finalizar la vida útil de los paneles solares.



Creemos que este tipo de aplicaciones y descubrimientos son esenciales y sumamente importantes para el desarrollo de energías renovables. En My Nano Academy apoyamos este tipo de tecnologías, con la finalidad de proteger y reducir el deterioro del medio ambiente.

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