Pequeños girasoles artificiales podrían usarse para cosechar energía solar

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Los paneles solares podrían estar hechos de hileras de pequeños girasoles artificiales, que se inclinan automáticamente hacia la luz.

SunBOT, la nueva creación

La energía solar a menudo se considera una solución esencial para los dilemas del cambio climático de la Tierra: proporciona energía sin quemar combustibles fósiles y con pocos efectos secundarios negativos para el medio ambiente.

Ahora, un equipo de la Universidad de California en Los Ángeles ha creado la primera célula solar que tiene capacidades fototrópicas, es decir, la capacidad de rastrear el sol a través del cielo en su viaje diario. Para lograr esto, los investigadores Ximin He y Xiaoshi Qian desarrollaron un nuevo polímero y se inspiraron directamente en la vida vegetal natural. En la naturaleza, el foto y el heliotropismo se facilita cuando el tallo de una planta o flor crece y se retrae en respuesta a la presencia o falta de luz solar. Su creación, denominada SunBOT, para el rastreador omnidireccional biomimético tipo SUNflower, utiliza un método similar.

Cómo funciona y su composición

El dispositivo del equipo consiste en un ‘tallo’ de alrededor de un milímetro de grosor que está rematado con una ‘flor’ recubierta de materiales fotovoltaicos. Alrededor del tallo hay un polímero de nanomaterial que puede convertir la luz en calor. Las secciones calientes del tallo se retraen, lo que permite que la flor de la célula se mueva hacia la fuente de luz y rastree esencialmente su movimiento. Una vez fuera de la luz del sol, la sección calentada se enfría, evitando que se retraiga demasiado. Este calentamiento y enfriamiento constante permite que SunBOT rastree el movimiento de la fuente de luz sin problemas.

Para construir sus prototipos, el equipo utilizó una combinación de nanopartículas de oro y un hidrogel; sin embargo, las pruebas posteriores revelaron que otros materiales, como el óxido de grafeno reducido y los polímeros cristalinos líquidos, también podrían usarse. Esto crea oportunidades para refinar el proceso, reduciendo potencialmente los costos y permitiendo la producción en masa.

Según He, los paneles solares tradicionales solo pueden esperar recibir el 24 por ciento de los rayos del sol en un día determinado. El SunBOT, sin embargo, podría capturar hasta el 90 por ciento, aumentando drásticamente el potencial de eficiencia de los paneles solares. En el futuro, una posible aplicación sería alinear los SunBOT en filas para cubrir superficies como paneles solares , para ayudar a aumentar su eficiencia y maximizar su potencial de recolección de energía. Si bien ya existen sistemas de seguimiento solar (que giran los paneles solares en línea con los movimientos del sol), estos sistemas a menudo tienen altos costos iniciales , son muy pesados ​​(lo que significa que no son adecuados para la energía solar en los techos) y requieren mucha energía correr. Los SunBOTS, sin embargo, se mueven para enfrentarse a la luz por sí mismos, sin necesidad de energía adicional.

Cómo fueron las pruebas y cual sería su uso

Para probar su invención, el equipo de la Universidad de California sumergió varios SunBOT en agua y solo sus ‘flores’ aparecieron sobre el agua. Luego, los investigadores expusieron los SunBOT a la luz solar y registraron la cantidad de vapor de agua generado por el calentamiento de los tallos. Descubrieron que los SunBOT generaban más de un 400 por ciento más de vapor que los paneles solares estáticos, lo que sugiere que son mucho más eficientes para generar calor y, por lo tanto, energía.

Si bien el equipo prevé que los campos de SunBOT se utilicen para generar electricidad para edificios, sus aplicaciones no terminan ahí.

También existe la posibilidad de que dicha tecnología fototrópica se pueda utilizar en muchos campos diversos, como afirma el artículo de investigación publicado en Nature Nanotechnology : “Este trabajo puede ser útil para recolectores solares mejorados, receptores de señales adaptables, ventanas inteligentes, robótica autónoma, velas solares para naves espaciales, cirugía guiada, dispositivos ópticos autorreguladores y generación de energía inteligente (por ejemplo, células solares y biocombustibles) , así como detección y seguimiento de emisiones energéticas con telescopios, radares e hidrófonos ”.

Cada vez más, los investigadores recurren a la naturaleza para inspirar la tecnología del futuro. “Casi todos los que trabajan en el campo de los materiales inteligentes o receptivos se inspiran en la naturaleza”, dice Albert Schenning de la Universidad de Tecnología de Eindhoven en los Países Bajos, que no participó en el trabajo. Ésta es una buena prueba de principio, dice.

Fuente: https://en.reset.org/