Las «ventanas» luminiscentes podrían transformar la luz en energía
Los ingenieros de Rice University en Houston desarrollaron un método novedoso para generar energía mediante el uso de «ventanas» brillantes que redirigen la luz a las células solares que recubren sus bordes.
Las ventanas, conocidas como concentrados solares luminiscentes (LSC), están compuestas por un polímero conjugado intercalado entre dos paneles acrílicos.
El polímero, un compuesto emisor de luz denominado PNV (poli [naftaleno-alt-vinileno]), está diseñado para absorber la luz del sol y otras fuentes de luz en interiores antes de canalizarla hacia las células solares a lo largo del borde de cada ventana. Las células solares luego convierten la luz en electricidad como de costumbre.
PNV inicialmente absorbió y emitió solo luz roja. Pero los ingenieros lo modificaron para que pueda absorber la luz en una variedad de colores. El autor principal, Yilin Li, dijo que comenzó el proyecto como parte de una competencia de «vidrio inteligente». Pero rápidamente se convirtió en un estudio motivado por la necesidad de resolver los problemas energéticos de los edificios.
Los tejados solares han sido durante mucho tiempo la solución principal a ese problema. Pero según Li, los paneles solares deben estar orientados hacia el sol para maximizar su eficiencia. Su apariencia tampoco es muy agradable. La solución que se le ocurrió a Li y su equipo fue la energía fotovoltaica integrada. Dijo que la idea era construir colectores solares coloridos, transparentes o translúcidos y aplicarlos al exterior de los edificios.
Su artículo de investigación apareció en línea en la revista Polymer International.
«Ventanas» podría generar energía a partir de la luz
Los polímeros conjugados son macromoléculas orgánicas que pueden modificarse para tener propiedades específicas, físicas o químicas, para una variedad de aplicaciones. Hoy en día, los polímeros conjugados se utilizan típicamente para fabricar diodos emisores de luz (LED) orgánicos y dispositivos optoelectrónicos debido a sus propiedades ópticas únicas.
Los expertos han desarrollado muchos tipos de luminóforos, átomos que manifiestan luminiscencia, durante la última década. Pero los expertos rara vez han hecho lo mismo con polímeros conjugados, dijo Rafael Verduzco, profesor de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Rice, quien también participó en la investigación.
Parte del problema con el uso de polímeros conjugados es que pueden ser inestables. También pueden degradarse con bastante rapidez. “Pero hemos aprendido mucho sobre cómo mejorar la estabilidad de los polímeros conjugados en los últimos años”, dijo Verduzco. En el futuro, es posible que puedan diseñar los polímeros para lograr estabilidad y propiedades ópticas.
Sin embargo, vale la pena señalar que la cantidad de energía generada por los paneles luminiscentes es mucho menor que la recolectada por las células solares promedio utilizadas en los paneles disponibles comercialmente. Esos paneles convierten de forma rutinaria aproximadamente el 20 por ciento de la luz solar en electricidad.
Pero lo bueno de los paneles luminiscentes del grupo es que nunca dejan de funcionar. Los paneles convierten habitualmente la luz del interior del edificio en electricidad incluso después de que se ha puesto el sol.
Cuando el grupo probó cómo los paneles convierten la luz solar y la luz LED ambiental en electricidad, encontraron que los paneles tenían una eficiencia de conversión de energía del 2.9 por ciento a la luz solar directa y del 3.6 por ciento bajo la luz LED ambiental. Esto significa que los paneles eran más eficientes para convertir la luz LED ambiental en electricidad.
El grupo también simuló el retorno de energía de paneles de hasta 120 pulgadas cuadradas. Descubrieron que paneles como estos proporcionarían menos energía. Pero seguirían contribuyendo a las necesidades de un hogar.
Li sugirió que su compuesto polimérico también podría modificarse para convertir la luz infrarroja y ultravioleta en electricidad. Ambas luces permitirían que los paneles permanecieran transparentes en lugar de coloreados.
El PNV incluso puede imprimirse en patrones en los paneles para que puedan convertirse en obras de arte, dijo Li.
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