Construyen celdas solares que se autorreparan para durar másUno de los problemas más complejos para extraer energía eléctrica de la luz solar es que los materiales de los paneles se degradan muy rápido por la radiación del sol.
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron construir celdas solares que duran mucho más tiempo en buenas condiciones debido a que cuentan con un sistema en el que sus materiales se quiebran en hojuelas y después se vuelven a armar. Este mecanismo es similar al que usan las plantas para captar energía y sin degradarse.
El invento de MIT es una molécula que se puede armar y desarmar fácilmente y que además tiene propiedades para capturar energía solar. De este modo, las celdas solares que se auto reparan están integradas por esta nueva molécula y un líquido solvente que es el que pone en marcha la función de fragmentarse y volverse a armar.
Las plantas son muy buenas haciendo un proceso que los científicos han tratado de resolver a lo largo de décadas; no sólo hacer que la energía solar se convierta en otra fuente de energía, sino darle constancia a este proceso para que se repita día tras día; año tras año. Ahora, los científicos de MIT han tenido éxito en imitar ese proceso que es clave para hacer de la energía solar un proceso industrial.
Uno de los problemas con el proceso que algunos llaman “la cosecha de rayos de sol”, es que este tipo de radiación puede ser altamente destructivo con mucho materiales. La luz solar provoca una paulatina erosión de los materiales que forman los paneles solares. En el normalmente quiebran sus moléculas especializadas en captura de energía y posteriormente las rearman, a partir una especie de almacén de piezas, así las moléculas que están capturando energía solar son nuevas cada día.
El proceso fue imitado por Michael Strano, un profesor de Ingeniería Química en MIT. Ellos han creado un conjunto de moléculas con doble capacidad: por un lado pueden convertir la energía solar en electricidad, pero al mismo tiempo tienen la capacidad de romperse y volverse a armar fácilmente si se les añaden catalizadores adecuados. Estas moléculas fueron dadas a conocer en la edición del 5 de septiembre de Nature Chemistry.
“La respuesta para este problema de ingeniería provino de la observación del mundo vegetal. Nos dimos cuenta de que, durante el tiempo de verano, las plantas tienen un mecanismos de sustitución celular son tan rápidos que llegan a renovar todas las células que aprovechan la luz del sol, en sólo 45 minutos”, indica Strano.
Strano dice que durante año observó algunos procesos dentro de la fotosíntesis en los cuales interviene mucho el oxígeno para dividir, pero después pueden, solas, armarse rápidamente. El oxígeno tiene la propiedad de romper los eslabones de las proteínas que hacen la fotosíntesis y un proceso similar se reprodujo en los laboratorios de MIT.

Este proceso de desarmar, usando oxígeno, ocurre dentro de unas cápsulas llamadas cloroplastos, dentro de cada planta, en la cual la fotosíntesis pasan. Los cloroplastos son una “máquina maravillosa”, dice Strano. “Ellos tienen motores para usar el dióxido de carbono y la luz para formar glucosa y ese es un almacén para el metabolismo”.

Las moléculas que hicieron los químicos de MIT para imitar este proceso son fosfolípidos que se organizan en discos. Estos discos proveen soporte estructural que sirven como plataforma para que se peguen otras moléculas que pueden transformar la luz en energía almacenable. Esas nuevas moléculas que se forman con los fosfolípidos armados por MIT son materiales que liberan cantidades enormes de electrones, son como pilas.