Pintura Solar: La Nueva Innovación de la Industria

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Una nueva innovación dentro del mundo de la industria energética solar: pintura que produce electricidad.

Foto: Fundación Compartir

La Industria y el Impacto de la Pintura Solar

La industria solar está siempre repleta de innovación y en constante movimiento. Nuevos avances están siempre evolucionando en el entorno de los módulos fotovoltaicos, con modelos que tienen una mayor eficiencia, mayor potencia y mejor estética. En otros casos, hemos ido descubriendo modelos que pueden actuar como vidrios en edificios, parte de lo que comúnmente conocemos como Building Integrated Photovoltaics (BIPV por sus siglas en ingés). Sin embargo, la última innovación de la industria es verdaderamente algo único, la posibilidad de pintar una pared con un material que no solo sirva a propósitos estéticos sino que a su vez genere electricidad.

Los módulos fotovoltaicos tradicionales son ya una tecnología madura, fáciles de instalar y adaptables a múltiples ambientes y entornos. No obstante, existen ocasiones en donde la estabilidad del techo no es sólida, por ende es necesario realizar una sustitución o reparación del techo para que pueda efectivamente soportar el arreglo fotovoltaico. Todo ello conlleva costos alusivos y reduce en ocasiones los potenciales ahorros que pueden obtenerse a través de la energía solar. En otros casos, la configuración del techo hace que sea difícil colocar los módulos fotovoltaicos de manera que abarquen la mayor superficie posible. Es en estos casos donde la nueva invención podría resultar realmente útil. Simplemente pintando dicho techo seríamos capaces de obtener una fuente de generación solar, evitando lo que serían costos innecesarios, maximizando la generación y simplificando sustancialmente el proceso de instalación del sistema.

Por otro parte, el desarrollo de la industrial BIPV podría tener un despegue masivo con esta tecnología donde las fachadas de los edificios puedan ser pintados con este material y llegar a reducir su consumo utilizando toda el área que tienen disponible en las fachadas. La limitación de espacio en edificios se vería considerablemente reducida.

Imaginar que todo esto puede ser posible es excitante de por sí, sin embargo dicha tecnología aún está en fase de desarrollo por lo que llevará algo de tiempo antes de que podamos verla reflejada en nuestros techos. No obstante, hay cosas que podemos aprender mientras esperamos y es que no existe un solo tipo de material, sino hasta tres tipos de pintura solar.

Los Tipos de Pintura Solar: Innovación de Varios Ángulos

Si bien la tecnología ha estado en la mente de los científicos por algún tiempo ya, ha sido sólo hasta hace poco que ha surgido la posibilidad para aplicaciones en el mundo real. Tomando diferentes enfoques para hacer posible dicho concepto, los científicos han desarrollado hasta tres tipos distintos de lo que podríamos llamar pintura solar.

Pintura Solar Basada en Hidrógeno

La primera de las tecnologías que abordaremos es la desarrollada en el Instituto de Tecnología Real de Melbourne (RMIT por sus siglas en inglés). El material que han desarrollado ha sido capaz de generar energía a partir del vapor de agua.

Dicho material, se enfoca en absorber la humedad del aire y usar la energía solar para romper las moléculas de agua en sus dos elementos principales que son el hidrógeno y el oxígeno.  Luego, almacenando el hidrógeno, es posible producir energía limpia ya que puede actuar como combustible. La pintura de hecho funciona de manera similar a lo que sería el gel de silicio que se usa generalmente para absorber la humedad en los ambientes, y puede usarse en cualquier área, incluso en aquellas remotas y que están alejadas del agua.

Como podemos ver, dicha pintura funciona totalmente distinto a lo que son las celdas solares fotovoltaicas típicas en las que se produce electricidad a través del desprendimiento de electrones gracias a la energía de los fotones provenientes de la luz solar. No obstante, puede llamarse pintura solar ya que el agente catalizador para generar la reacción que divide la molécula de agua en dos es la luz solar y es capaz de producir un combustible amigable con el ambiente.

Foto: Fig1. Pintura Solar Generadora de Hidrógeno

Pintura Perovskita

Otra tecnología que está abarcando mucha atención últimamente es la perovskita como material capaz de sustituir al silicio en la fabricación de módulos fotovoltaicos. Al parecer esa no es la única potencial ventaja de la perovskita que es un material derivado del mineral de óxido de titanio y calcio. Si bien han pasado casi dos siglos desde que la estructura de la perovskita  fue descubierta, fue solo hasta hace poco que científicos en Japón descubrieron su potencial aplicación para la producción de celdas fotovoltaicas.

Lo más atractivo que pueden ofrecer las perovskitas es su propiedad para tomar una forma líquida sin eliminar sus características resaltantes para la producción de electricidad. Dicha propiedad resulta ser ideal para convertirse en otra candidata para la pintura solar. La Universidad de Sheffield fue la primera en desarrollar esta tecnología y fueron capaces de rociar la pintura perovskita en una superficie siendo capaces de convertir la luz solar en electricidad.

Foto: elperiodicodelaenergia.com

Pintura Fotovoltaica Celdas Solares Quantum

Ahora, si estamos buscando algo similar a lo que sería la tecnología tradicional pero en forma de pintura entonces esta sería la opción. Los puntos quantum, denominados como pintura fotovoltaica fueron desarrollados en la Universidad de Toronto y se basan en semiconductores a nano-escala que pueden capturar la energía solar y convertirla directamente corriente eléctrica. Los puntos quantum coloidales como se les conoce en el mundo técnico, son de hecho similares en eficiencia a lo que son las celdas solares fotovoltaicas de película delgada, cercanas a un 13% de eficiencia.

La principal ventaja que ofrece esta tecnología no se basa solo en la expansión de espacio disponible para la generación solar, o en el hecho de que el costo de fabricación de esta tecnología sería potencialmente mucho más accesible que la tecnología tradicional, sino principalmente en el hecho de que al ajustar el tamaño de los llamados puntos quantum es posible también cambiar el espectro de absorción de la luz.

La tecnología tradicional basada en silicio sólo es capaz de producir electricidad a partir del espectro visible de la luz, dejando por fuera un amplio espectro de luz ultravioleta e infrarroja. En este sentido, al ampliar o cambiar las dimensiones de los puntos es posible convertir luz  solar fuera del espectro visible también, lo cual puede potencialmente incrementar la generación de electricidad que puede obtenerse. Los científicos de la Universidad de Toronto estiman que con el tiempo puede llegar a ser incluso hasta un 11% más eficiente que los módulos tradicionales.

Fig 2. Pintura Fotovoltaica en Modo Spray

Una Tecnología con Potencial

Como hemos visto existen hasta ahora múltiples alternativas que pueden considerarse como una pintura solar capaz de generar energía. No cabe duda de que las ventajas que puede ofrecer esta tecnología no solo a la industria solar propiamente, sino también incluso al sector inmobiliario con residencias ya autosustentables o incluso al sector textil para ropas térmicas es invaluable. Incluso también puede beneficiar al sector de la industria automotriz con los vehículos eléctricos, siendo capaces de cargar las baterías constantemente alrededor del día simplemente con un acabado de pintura solar. Es sin duda un futuro excitante de si quiera imaginar. No hay duda de que esta tecnología está todavía en su desarrollo temprano, pero de ser factible llevarla al sector comercial, sería sin duda una innovación que cambiaría el mundo.

Referencias

https://www.youtube.com/watch?v=4R8-ylw0Hf4

https://www.coatingsworld.com/issues/2020-11-01/view_features/new-solar-coating-boosts-energy-by-20/

https://www.solarpowerworldonline.com/2019/08/how-solar-paint-is-shaking-up-the-renewable-energy-industry/

https://www.solarreviews.com/blog/solar-paint-hydrogen-quantum-dot-perovskite-solar-cells

https://solaractionalliance.org/solar-paint/