Un pelo humano, 10.000 veces más grueso que esta célula solar: el vidrio que se vuelve central eléctrica sin que lo notes
¿Te imaginas si el cristal de las ventanas de tu oficina pudiera generar electricidad en silencio durante todo el día sin que nos diéramos cuenta? Pues lo que antes parecía cosa de ciencia ficción, ahora está empezando a ser una realidad en un laboratorio de Singapur. Unos investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU), con la profesora asociada Annalisa Bruno a la cabeza, han creado unas células solares de un material llamado perovskita que son tan finas que casi no se ven.
Estos aparatos son finísimos, unas 10.000 veces más delgados que un pelo humano (miden solo 10 nanómetros). Han conseguido algo que parecía imposible: son muy transparentes y, a la vez, producen electricidad.
El reto de la transparencia energética
Sabemos que cuanto más transparente es un material, más luz deja pasar y menos luz se queda para generar electricidad. Por eso, vencer esta limitación es el gran reto de las células transparentes.
El equipo de la NTU ha demostrado que es posible superar esta limitación. Han usado la perovskita para crear células que dejan pasar hasta el 41% de la luz visible (la versión semi-transparente, de 60 nanómetros) y, además, no cambian el color ni la apariencia del edificio.
Los resultados, que salieron en la revista ACS Energy Letters, son bastante buenos. Las células opacas alcanzaron eficiencias de conversión del 7% (10 nm), 11% (30 nm) y 12% (60 nm) . La versión semitransparente de 60 nm, por su parte, consiguió una eficiencia del 7,6%, dejando pasar suficiente luz como para no oscurecer la estancia.
Un «espray atómico» para fabricar las células
Lo que hace única esta tecnología no es solo el resultado, sino el proceso para obtenerlo. Los científicos de Singapur han apostado por la evaporación térmica. El proceso es fascinante: en el interior de una cámara de vacío, los materiales de partida se calientan a temperaturas de entre 200°C y 300°C hasta que se vaporizan. Ese vapor asciende y se deposita sobre la superficie de vidrio (el sustrato), formando una película sólida de un grosor controlado con una precisión atómica. Es, en esencia, como pintar el vidrio con un aerosol molecular.
Lo que un rascacielos podría generar
Para entender el enorme potencial de esta tecnología, los investigadores han realizado algunos cálculos preliminares. Si se instalara en la fachada acristalada de un gran edificio de oficinas, como los que se encuentran el distrito financiero de Singapur (Raffles Place o Marina Bay), se podrían generar teóricamente varios cientos de megavatios-hora de electricidad al año.
Para que te hagas una idea, esa cantidad de luz sería como lo que consumen en un año cien apartamentos de cuatro habitaciones en una ciudad como Singapur. Y todo esto, sin usar más terreno y sin que el rascacielos cambie de aspecto para nada.
La profesora Bruno, que lleva más de una década investigando esta tecnología, subraya la urgencia de este tipo de innovaciones: «El entorno construido representa aproximadamente el 40% del consumo energético mundial, por lo que las tecnologías que convierten las superficies de los edificios en activos generadores de energía son cada vez más necesarias».
El largo camino hacia la ventana de tu casa
A pesar del entusiasmo y la solidez del hallazgo, los propios investigadores son los primeros en poner los pies en la tierra. El camino desde el laboratorio hasta la fachada de un edificio real es largo y está lleno de obstáculos técnicos como la estabilidad a largo plazo, ya que las perovskitas tienen fama de ser sensibles a la humedad, el oxígeno y la radiación ultravioleta.
El otro gran desafío es fabricarlas a lo grande. No es lo mismo hacer una pequeña célula de 10 nanómetros en un laboratorio, en un trozo de cristal de pocos centímetros, que cubrir metros y metros de fachada de un edificio.
El equipo de la NTU es consciente de ello y ya ha presentado una solicitud de patente a través de NTUitive, la oficina de innovación y transferencia tecnológica de la universidad. En estos momentos, se encuentran en conversaciones con varias empresas para validar y estandarizar el proceso de evaporación térmica.
El potencial de esta tecnología va mucho más allá de los grandes edificios. Por sus características (ultradelgadas, ligeras y flexibles), estas células podrían integrarse en ventanas de automóviles, techos corredizos (sunroofs), dispositivos electrónicos e incluso gafas inteligentes, proporcionando energía a sensores y baterías sin necesidad de recarga externa.
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