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Paneles fotovoltaicos con baterías prometen aprovechar la energía solar

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Investigadores en Japón se propusieron resolver una de las preguntas más cruciales para las aplicaciones de energía solar. Se propusieron explorar un nuevo dispositivo capaz no solo de convertirla en electricidad, sino también de almacenar esa energía para su uso posterior.

Es un gran desafío: actualmente, las células fotoeléctricas pueden convertir la energía solar en electricidad, pero no pueden almacenarla a largo plazo. Mientras tanto, un sistema para almacenar esta energía para su uso posterior, en un día o una noche lluviosa, por ejemplo, es costoso e ineficiente.

La iniciativa de Hairung Xue, autora principal del estudio del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) de Japón, pretende solucionar este problema, que ha sido objeto de otros proyectos similares, pero nunca de manera eficiente. Los intentos de combinar los dos dispositivos en uno siempre han demostrado ser arquitectónicamente complejos, lo que ha resultado en diseños ineficientes, costosos y engorrosos.

Para no caer en los errores de iniciativas pasadas, el artículo explora seis tipos diferentes de baterías metálicas recargables que podrían ser la base de un sistema de generación y almacenamiento de energía solar. Son de iones de litio, iones de zinc, litio-azufre, litio-yodo, zinc-yodo, litio-oxígeno y litio-dióxido de carbono.

Posteriormente, cada tipo se dividió en dos categorías: baterías metálicas recargables dotadas de capacidades fotovoltaicas de tipo abierto, que permiten la entrada y salida de gases del sistema, y ​​de tipo cerrado.

Las baterías de tipo abierto permiten la circulación de gases (Imagen: Reproducción)

A partir de los experimentos, los autores establecen cuáles serían los puntos fuertes y débiles de cada tipo de batería. El ion-litio, tan conocido por todas las aplicaciones cotidianas en teléfonos móviles, portátiles y coches eléctricos, tiene la ventaja de ser eficiente, pero no sería escalable para su uso con energía solar debido a su compleja estructura.

El estudio, sin embargo, no apunta a una conclusión sobre cuál es la mejor manera de hacer que la tecnología sea viable a gran escala. Los investigadores señalan que la tecnología aún está en pañales y se necesitan más estudios antes de la viabilidad comercial de una batería de alta densidad con capacidad fotovoltaica.

“Es necesario explorar más materiales que sean más adecuados para los electrodos y optimizar la estructura de las baterías. Para aplicaciones prácticas, es necesario resolver los problemas de estabilidad y seguridad. Aunque el desarrollo de la tecnología se está acelerando, los estudios aún se encuentran en una etapa temprana en experimentos de laboratorio”, dice Xue.

El objetivo, al final, es garantizar un mejor aprovechamiento de la energía solar. Los autores señalan que la Tierra recibe del Sol unos 100.000 teravatios-hora, mucho más que suficiente para suplir el consumo energético del planeta, del orden de los 16 teravatios.

Tommy Banks
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