Ingenieros de la Universidad de Rice han propuesto una colorida solución para la captación de energía de próxima generación: Concentradores solares luminiscentes (LSC) en las ventanas.

Dirigido por Rafael Verduzco y el investigador postdoctoral y autor principal Yilin Li, de la Escuela de Ingeniería Brown de Rice, el equipo diseñó y construyó “ventanas” de un metro cuadrado que intercalan un polímero combinado entre dos paneles acrílicos transparentes.

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Esa fina capa intermedia es su secreto. Está diseñada para absorber la luz en una longitud de onda específica y guiarla hacia los bordes del panel revestidos con células solares. Los polímeros combinados son compuestos químicos que pueden ajustarse con propiedades químicas o físicas específicas para diversas aplicaciones, como películas conductoras o sensores para dispositivos biomédicos.

El compuesto polimérico del laboratorio de Rice se llama PNV (por las siglas de poli[naftaleno-alt-vinileno]) y absorbe y emite luz roja, pero si se ajustan los ingredientes moleculares debería ser capaz de absorber luz en una variedad de colores. El truco está en que, como guía de ondas, acepta la luz de cualquier dirección pero restringe su salida, concentrándola en las células solares que la convierten en electricidad.

El objetivo de esta investigación es resolver los problemas energéticos de los edificios mediante la integración de la energía fotovoltaica. Ahora mismo, los tejados solares son la solución principal, pero hay que orientarlos hacia el sol para maximizar su eficiencia, y su aspecto no es muy agradable.

Pensamos: ¿por qué no podemos hacer colectores solares de colores, transparentes o translúcidos, y aplicarlos al exterior de los edificios?

Yilin Li

Hay que admitir que la cantidad de energía generada por las unidades de prueba del equipo de Rice es mucho menor que la que recogen incluso las células solares comerciales medias, que habitualmente convierten alrededor del 20% de la luz solar en electricidad.

Pero las ventanas LSC nunca dejan de funcionar. Reciben la luz del interior del edificio para convertirla en electricidad cuando el sol se pone. De hecho, las pruebas demostraron que eran más eficientes en la conversión de la luz ambiental de los LEDs que de la luz solar directa, a pesar de que la luz solar era 100 veces más fuerte.

Incluso en interiores, si se levanta un panel, se puede ver una fotoluminiscencia muy fuerte en el borde.

Los paneles que probó mostraron una eficiencia de conversión de energía de hasta el 2,9% con luz solar directa y del 3,6% con luz LED ambiental.

Li señaló que el polímero también podría ajustarse para convertir la energía de la luz infrarroja y ultravioleta, lo que permitiría que esos paneles siguieran siendo transparentes.

Los polímeros pueden incluso imprimirse en patrones en los paneles, por lo que pueden convertirse en obras de arte“, dijo.

El estudio aparece en la revista Polymer International.

Más información: onlinelibrary.wiley.com

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