El profesor Nathaniel Gabor, de la Universidad de California de Riverside, combinó la fotosíntesis y la física cuántica para abrir el camino en busca de celdas solares más eficientes. Esta investigación entra en el campo de la fotosíntesis artificial, una tecnología que se investiga desde los inicios del siglo XXI.

El docente logró su hallazgo gracias a que un día se interesó en la fotosíntesis y se hizo la pregunta: ¿Podemos hacer materiales para celdas solares que absorban de manera más eficiente la cantidad flotante de energía del Sol? “Las plantas han evolucionado para poder hacer esto, pero las actuales celdas solares [que tienen, en el mejor de los casos, un 20% de eficiencia] no controlan estos cambios en la energía solar”, dijo en un informe el profesor Gabor.

Debido a lo anterior, hay una gran cantidad de energía desperdiciada y eso hace que los paneles solares no sean de uso masivo.

Por ello, el investigador y su equipo diseñaron un nuevo tipo de fotocelda de motor térmico cuántico, que ayuda a manipular el flujo de energía en las celdas solares. El diseño incorpora una fotocelda de motor térmico que absorbe los fotones del Sol y convierte la energía del fotón en electricidad.

Los científicos descubrieron que la fotocelda de motor térmico cuántico puede regular la conversión de energía solar sin requerir retroalimentación activa o mecanismos de control adaptativo, algo que no puede hacer la tecnología fotovoltaica convencional. Optimizaron sistemáticamente los parámetros de la fotocelda para reducir las fluctuaciones de la energía solar y encontraron que el espectro de absorción parece casi idéntico al espectro de absorción observado en las plantas verdes fotosintéticas.

La hipótesis planteada por Gabor y su equipo es la primera en conectar la estructura mecánica cuántica al color verde de las plantas y proporcionar un conjunto claro de pruebas para los investigadores con el objetivo de verificar la regulación natural. Su diseño permite, asimismo, la regulación sin entrada activa, un proceso posibilitado por la estructura cuántica mecánica de la fotocelda.

En México, investigadores del Centro Mexicano de Innovación en Energía Solar (Cemie-Sol) comenzaron, desde 2013, a desarrollar celdas solares de tercera generación, las cuales imitan el proceso de la fotosíntesis para la obtención de energía eléctrica.

Antonio Esteban Jiménez González, investigador del Instituto de Energías Renovables (IER) de la UNAM y responsable del proyecto, dijo al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) que la investigación duraría cuatro años, por lo que se espera que, en este 2017, se den a conocer los primeros prototipos funcionales de celdas solares que imitan la fotosíntesis para captar la energía del Sol.

Fuentes:
https://www.eurekalert.org/
Conacyt:
http://www.conacytprensa.mx/

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