China ha probado un nuevo tipo de panel solar capaz de producir electricidad bajo el agua, una idea que desafía uno de los principales límites de la energía fotovoltaica convencional. El desarrollo, liderado por Simin Ma, de la Universidad de Yunnan, utiliza células solares de perovskita adaptadas a las longitudes de onda que consiguen penetrar varios metros en el océano. El objetivo no es sustituir a las instalaciones terrestres, sino encontrar una fuente de alimentación para dispositivos que necesitan funcionar durante largos periodos sumergidos.
La elección de la perovskita resulta especialmente llamativa porque la humedad es precisamente uno de los grandes enemigos de estas células solares. Frente al silicio utilizado habitualmente en los paneles fotovoltaicos, este material tiene una ventaja decisiva para trabajar bajo el mar: su composición química puede modificarse para absorber regiones concretas del espectro luminoso. El agua bloquea con rapidez buena parte de las longitudes de onda aprovechadas por el silicio, mientras que una célula ajustada específicamente puede seguir utilizando la luz disponible a varios metros de profundidad.
El equipo introdujo en la célula clorhidrato de polihexametileno guanidina, un aditivo destinado a atacar varios problemas al mismo tiempo. El compuesto crea una capa que repele el agua alrededor del material y también interviene en la estructura cristalina de la perovskita, favoreciendo la formación de cristales de mayor tamaño. Al mismo tiempo, limita el movimiento de iones dentro de la red cristalina, uno de los procesos relacionados con la degradación de estas células, y mejora su capacidad para transformar la radiación recibida en electricidad.
Una eficiencia del 35% bajo el agua
Como se afirma en el estudio publicado en la revista Cell, los resultados comenzaron a ser especialmente relevantes cuando los investigadores reprodujeron las condiciones luminosas correspondientes a unos 10 metros de profundidad. Bajo esa iluminación filtrada, las células consiguieron transformar aproximadamente el 35% de la energía luminosa disponible en electricidad. Como referencia, los paneles solares de silicio suelen situarse alrededor del 20% de eficiencia, aunque ambas tecnologías trabajan aquí en condiciones muy distintas y la comparación directa debe interpretarse con cautela. La menor intensidad de la luz y las temperaturas más bajas del medio submarino también podrían reducir algunos mecanismos de degradación habituales en las perovskitas.
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El siguiente desafío consistía en comprobar cuánto podía resistir el dispositivo dentro del mar. Los científicos construyeron un pequeño panel encapsulando la célula entre distintas capas protectoras y lo mantuvieron sumergido en agua salada durante unos 40 días. Al terminar la prueba conservaba el 99,6% de su eficiencia inicial. A partir de esos datos, el equipo calcula que podría tardar alrededor de 5,5 años en descender hasta el 80% de su rendimiento original, una duración todavía muy inferior a la de los paneles de silicio convencionales, pero poco habitual para una tecnología basada en perovskita.
La prueba más cercana a condiciones reales se realizó en el Mar de China Meridional, donde el panel fue instalado en un pequeño vehículo capaz de mantener una profundidad determinada. El sistema cargó baterías durante varias horas a 2, 6 y 10 metros. Cerca de la superficie, la producción fluctuó por el movimiento de las olas, mientras que a mayor profundidad la iluminación fue más débil pero también más estable; a 10 metros generó algo menos de una cuarta parte de la energía obtenida a 2 metros. Los investigadores plantean su uso en vehículos submarinos autónomos, sensores marinos e infraestructuras sumergidas conectadas a internet, siempre dentro de profundidades donde todavía llegue suficiente luz solar.
China ha probado un nuevo tipo de panel solar capaz de producir electricidad bajo el agua, una idea que desafía uno de los principales límites de la energía fotovoltaica convencional. El desarrollo, liderado por Simin Ma, de la Universidad de Yunnan, utiliza células solares de perovskita adaptadas a las longitudes de onda que consiguen penetrar varios metros en el océano. El objetivo no es sustituir a las instalaciones terrestres, sino encontrar una fuente de alimentación para dispositivos que necesitan funcionar durante largos periodos sumergidos.
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