Células solares de carbono

< Los paneles solares necesitan silicio para absorber la luz. El silicio no es barato. Este factor de coste está impidiendo que la gente utilice energía solar a gran escala. Los científicos utilizan otra sustancia, como el rutenio, para las células solares. El rutenio-cano es más barato que el silicio, pero el rutenio es un metal raro en la Tierra. Es tan raro como el platino. Naturalmente, no puede estar disponible para la producción en masa. Comparado con el silicio, el carbono es barato y abundante. El grafeno, otra forma de carbono, es capaz de absorber una amplia gama de frecuencias de luz.

>El grafeno es una sola hoja de carbono, de un átomo de espesor. El grafeno tiene potencial para ser utilizado como una alternativa efectiva, menos tóxica y más barata que otras alternativas para las células solares. Los químicos de Indiana University Bloomington están tratando de encontrar una alternativa mejor que el silicio. Si tiene éxito, esto puede ser un descubrimiento que rompe el camino.

Otras personas también tomaron la iniciativa de utilizar hojas de carbono para la energía solar. Pero se encontraron con algunos obstáculos. Utilizaron la forma de grafeno del carbono para las células solares. El grefeno es similar al grafito utilizado en la mina del lápiz. El grafeno absorbe una amplia gama de frecuencias de luz. Los científicos han descubierto que las grandes láminas de grafeno son demasiado inmanejables para trabajar con ellas. Las hojas grandes son pegajosas y se adhieren a otras hojas. Ahora los investigadores de Bloomington de la Universidad de Indiana están tratando de lidiar con este problema. Están tratando de desarrollar hojas de grafeno no pegajosas que sean estables. Están poniendo sus esfuerzos en «fijar un grupo lateral tridimensional semirrígido, semiflexible y semirrígido a los lados del grafeno». Saben cómo obtener energía del carbono. Ahora los químicos de la Universidad de Indiana Bloomington se están graduando al siguiente paso lógico, es decir, la conversión de esa energía en electricidad. Si todo sale bien, el carbono puede ser una alternativa al silicio y al rutenio, que son tan raros como el platino.

Químicos e ingenieros continuaron tratando de encontrar una solución para la pegajosidad del grafeno. Ellos idearon muchos métodos para mantener separadas las hojas de grafeno individuales. Hasta ahora, la solución más efectiva antes del experimento de los científicos de Bloomington de la Universidad de Indiana ha sido romper el grafito (de arriba hacia abajo) en láminas y envolverlas con polímeros. Pero este método tiene su propia desventaja. Esas láminas de grafeno son demasiado grandes para la absorción de luz de las células solares. Los químicos de la Universidad de Indiana idearon un método completamente nuevo para las hojas de carbono. Utilizaron un parche de zarzamora tridimensional entre las hojas de carbono. Este método ayudó a los científicos a disolver hojas que contenían hasta 168 átomos de carbono. Tienen éxito en hacer las láminas de grafeno a partir de moléculas más pequeñas (de abajo hacia arriba) para que sean uniformes en tamaño. Hasta ahora, es la hoja de grafeno estable más grande jamás hecha con el enfoque de abajo hacia arriba. El químico Liang-shi Li, que dirigió la investigación, nos dice: «Nuestro interés radica en querer encontrar un material alternativo y fácilmente disponible que pueda absorber eficazmente la luz solar. Actualmente, los materiales más comunes para absorber la luz en las células solares son el silicio y los compuestos que contienen rutenio. Cada uno tiene sus desventajas.»

Li es de la opinión de que «Cosechar energía del sol es un paso previo. La siguiente es cómo convertir la energía en electricidad. Creemos que tenemos un buen comienzo». Otros miembros del equipo del proyecto son los estudiantes de doctorado Xin Yan y Xiao Cui y el becario postdoctoral Binsong Li. Este proyecto está financiado por la National Science Foundation y el American Chemical Society Petroleum Research Fund.

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