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Paneles solares más económicos y menos tóxicos con cloruro de magnesio

Un grupo de químicos de la Universidad de Liverpool anunciaron el 25 de junio, en la Revista Científica Nature, que una sustancia química común, usada como sal de baño y en la elaboración del queso de soja (tofu), puede reemplazar a una sustancia tóxica y costosa en la fabricación de células solares de alta tecnología. Aunque no todos los expertos están de acuerdo, los autores del estudio dicen que su sorprendente descubrimiento podría hacer que las células ultrafinas de teluro de cadmio que tienen sólo un 5% de la cuota del mercado solar mundial fueran no sólo más seguras sino también abaratar sustancialmente su coste.

«Actualmente, la forma más habitual de fabricar células solares de segunda generación es tratándolas con una solución de cloruro de cadmio. El proceso se llama activación y hace que pasemos de tener una célula con una eficiencia del 1% o 2% a una por encima del 10% e incluso de cerca del 20%», aseguró Jon Major, investigador del Instituto Stephenson de Energías Renovables de la Universidad de Liverpool (Reino Unido).«El proceso es realmente esencial para tener células solares de alto rendimiento. El problema es que el cloruro de cadmio es un compuesto altamente tóxico»

El profesor y académico de la Real Academia de Ingeniería Antonio Luque también señala la ventaja de que este material se pueda obtener tan fácilmente. «El magnesio es alrededor de un millón de veces más abundante que el cadmio en la corteza terrestre; de ahí su menor coste», explica. «Como los autores señalan, se puede extraer del agua del mar».

Mayor y algunos de sus compañeros de Liverpool buscaron a través de la tabla periódica encontrar elementos que se unan con el cloro para buscar una materia más barata y más segura. Intentaron varias sales diferentes -incluyendo la sal de mesa o cloruro de sodio- pero fracasaron porque los iones como el sodio ensucian la estructura electrónica del dispositivo. Finalmente, consiguieron con el cloruro de magnesio (MgCl2), un producto químico común, producir una célula casi tan eficiente como la de CdCl2. Los investigadores creen que la sal funciona porque los iones de magnesio tienen una carga doble positiva, al igual que los iones de cadmio, por lo que no interrumpan el flujo de electrones.

“Estamos recibiendo de las células unos resultados tan buenos como los obtenidos con cloruro de cadmio”,  dice Mayor. “y podemos usar la sal en un banco de laboratorio abierto, con un aplicador por pulverización barato, comprado online”.

El MgCl2 es tan seguro que se utiliza en la cocina (conocido en Japón como nigari) para coagular la leche de soja y hacer el tofu. También se usa como sal de baño y como arena para el deshielo de carreteras en la temporada invernal. Su precio es de alrededor de 1 dólar EE.UU. por kilo – mientras que el CdCl2 cuesta 300 veces más.

El equipo de Liverpool no quiere crear su propia empresa, pero al presentar la patente de su descubrimiento – se ha encontrado con que First Solar, en el pasado mes de mayo, presentó una solicitud para una patente separada que le pasó a hablar de MgCl2. “Hicieron una lista de todos los cloruros que se les ocurrió en la patente”, dice Major, quien añade que su descubrimiento es una novedad para First Solar, por lo que la empresa no podría haber sabido de ella cuando la presentaron. (First Solar no hace comentarios sobre cuestiones de propiedad intelectual). Mayor espera de que la empresa constate la labor de su equipo de todos modos. “Significaría que nuestro trabajo de laboratorio a pequeña escala puede realmente tener un impacto a escala industrial – en definitiva es para eso para lo que hacemos ciencia”.

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Nuevo record de eficiencia de conversión

Estamos orgullosos de anunciar que Panasonic ha roto el récord anterior en la eficiencia de conversión de células cristalinas a nivel de investigación, el aumento de la marca anterior en casi un 1%.

La batalla por la eficiencia está lejos de ser perdida! La implementación de nuevos productos llevará algún tiempo, pero hay un nuevo horizonte positivo que puede estar orgulloso de compartir en el futuro cercano.

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Novedades en investigación: Células hechas de silicio negro

Black silicon solar cells Fraunhofer HHI

Las células solares convierten la luz solar en electricidad, pero hay una cuarta parte correspondiente al espectro de infrarrojos que se pierde en las de tipo convencional. Un método para evitar que esa energía se pierda consiste en utilizar un material que absorba también luz infrarroja, como el silicio negro. Ahora se ha sabido que científicos del Instituto Fraunhofer han conseguido duplicar la eficiencia en unas células solares mejoradas hechas con silicio negro.

Este tipo de silicio se produce por irradiación de silicio estándar con pulsos láser en una atmósfera con azufre, donde la clave ha estado precisamente en el tipo de pulso utilizado. Los investigadores ya han construido prototipos de células solares con silicio negro, y el siguiente paso a dar consiste en integrar estas células en la tecnología comercial actual, con el fin de aumentar su eficiencia en un 1%, aunque también están trabajando en comercializar este sistema láser para que se pueda incorporar a la cadena de producción de los fabricantes, y así puedan crear sus propias células solares con silicio negro.

Más información en el informe (en inglés) del Instituto Fraunhofer.

http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2012/october/solar-cells-made-from-black-silicon.html

Copyright de la imagen Fraunhofer HHI.

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