El sol bajo el agua
Científicos de la Yunnan University, en China, han probado células solares capaces de funcionar bajo el agua a una profundidad de hasta 10 metros. Los resultados se han publicado en la revista científica Joule. Si la tecnología supera el paso del laboratorio y las pruebas breves a la explotación real, podría suministrar energía a sensores submarinos, cámaras, sistemas de comunicación y vehículos marinos autónomos.
Los investigadores instalaron las células a 32 pies de profundidad, es decir, unos 10 metros, en el mar de China Meridional. En dos horas lograron acumular energía suficiente para cargar un conjunto de baterías de iones de litio. No se trata de una central submarina capaz de abastecer de energía a una ciudad, sino de una fuente de alimentación compacta para equipos que deben funcionar durante meses lejos de las personas.
La base de las células es una perovskita de haluro de plomo, un material que se estudia activamente para la energía solar. Se le añadió el polímero clorhidrato de polihexametileno guanidina. Según los autores, este aditivo mejoró la eficiencia y ayudó al material a funcionar en el difícil entorno submarino.
Wen-Hua Zhang, de la Yunnan University, señaló que los estudios anteriores sobre células solares submarinas casi siempre se habían limitado a profundidades de dos metros como máximo. Es una condición ideal para un informe científico vistoso, pero poco útil para las necesidades prácticas. Según el investigador, este nuevo trabajo ha sido la primera prueba funcional de las células a unos 10 metros de profundidad.
El rendimiento disminuyó, como era de esperar, a medida que aumentaba la profundidad. A dos metros, las células recogieron 1.416 milivatios hora de energía. A seis metros, la cifra fue de 752 milivatios hora, y a diez, de 324 milivatios hora. En algunas pruebas de laboratorio, la eficiencia de conversión de energía rozó el 35 %. Los autores calculan que cada célula podría utilizarse durante unos cinco años y medio.
Las posibles aplicaciones son bastante terrenales, aunque los paneles estén bajo el agua: sensores, cámaras, equipos de comunicación y otros dispositivos que permanecen casi siempre en el mismo sitio. Una fuente de energía local podría mantenerlos cargados y reducir la necesidad de que una persona los revise con regularidad.
Pero el mar tiene la costumbre de estropear las presentaciones. Las superficies de los paneles pueden cubrirse de organismos vivos y depósitos orgánicos, un fenómeno conocido como bioincrustación. Esa capa impedirá que la luz llegue a la superficie activa y probablemente obligará a limpiar los paneles de vez en cuando. La luz solar que alimenta las células también puede favorecer el crecimiento de algas y la fijación de organismos marinos.
Por ahora, no hablamos de un producto listo para la producción en masa, sino de una tecnología prometedora con cuestiones de ingeniería aún por resolver. Aun así, el estudio muestra que las células solares de perovskita podrían servir de base para sistemas autónomos de energía submarina y ayudar a que los vehículos marinos funcionen durante más tiempo sin intervención humana constante.
PEREC.RU
Investigadores de la Yunnan University, en China, probaron células solares submarinas basadas en perovskita de haluro de plomo. La adición del polímero clorhidrato de polihexametileno guanidina debía mejorar la eficiencia y la resistencia del material. El experimento se llevó a cabo en el mar de China Meridional: las células se instalaron a 2, 6 y 10 metros de profundidad.
A dos metros, el sistema recogió 1.416 milivatios hora de energía; a seis metros, 752 milivatios hora, y a diez metros, 324 milivatios hora. Tras dos horas de funcionamiento a unos 10 metros, los paneles habían acumulado energía suficiente para cargar un conjunto de baterías de iones de litio. En una prueba de laboratorio independiente, la eficiencia de conversión energética fue de algo menos del 35 %. Los científicos estimaron que cada célula podría funcionar durante unos cinco años y medio.
Según Wen-Hua Zhang, de la Yunnan University, la mayoría de los estudios previos sobre células solares submarinas se habían realizado a no más de dos metros de profundidad. Este nuevo trabajo amplía las pruebas hasta unos 10 metros y muestra que la tecnología podría tener un uso práctico.
Entre las aplicaciones previstas figuran sensores submarinos, cámaras, sistemas de comunicación y otros dispositivos estacionarios. Las células solares locales podrían mantener cargados los equipos y reducir la necesidad de intervenir con frecuencia, cambiar baterías y mantener instalaciones marinas remotas. A más largo plazo, también podrían alimentar vehículos submarinos autónomos y sistemas de energía marina autosuficientes.
El principal problema pendiente es la bioincrustación. Bajo el agua, las superficies de los paneles pueden cubrirse de algas, microorganismos y otros organismos marinos. Estos pueden reducir la cantidad de luz que llega a la capa fotoactiva y, por tanto, la producción de energía. Para mantener el rendimiento habrá que averiguar cuánto tardan en formarse los depósitos y con qué frecuencia deben limpiarse las células.
Así pues, el estudio confirma que las células solares de perovskita pueden funcionar a profundidades de hasta 10 metros, pero no demuestra que estén listas para su implantación a gran escala. Aún habrá que probar la tecnología durante periodos prolongados y con distintas condiciones de iluminación, composiciones del agua y cargas. Si se consigue resolver el problema de la bioincrustación, los paneles solares submarinos podrían alimentar dispositivos marinos autónomos y reducir la dependencia del mantenimiento desde tierra.
