Científicos desarrollan un electrodo transparente que aumenta la eficiencia de las células solares

Científicos desarrollan un electrodo transparente que aumenta la eficiencia de las células solares

El desarrollo de nuevos electrodos metálicos ultrafinos ha permitido a los investigadores crear células solares de perovskita semitransparentes de gran eficacia que pueden acoplarse a las células tradicionales de silicio para aumentar considerablemente el rendimiento de ambos dispositivos, según ha declarado un equipo internacional de científicos.

La investigación representa un paso hacia el desarrollo de células solares completamente transparentes.

Las células solares transparentes podrían algún día llegar a las ventanas de las casas y los edificios de oficinas, generando electricidad a partir de la luz solar que de otro modo se desperdiciaría. Este es un gran paso: por fin hemos conseguido fabricar células solares eficientes y semitransparentes.

Las células solares tradicionales están hechas de silicio, pero los científicos creen que se están acercando a los límites de la tecnología para crear células solares cada vez más eficientes. Las células de perovskita ofrecen una alternativa prometedora y su acoplamiento sobre las células tradicionales puede crear dispositivos en tándem más eficientes, según dijeron los científicos.

“Hemos demostrado que podemos fabricar electrodos a partir de una capa de oro muy fina, de casi pocos átomos. La fina capa de oro tiene una alta conductividad eléctrica y al mismo tiempo no interfiere en la capacidad de la célula para absorber la luz solar”  Shashank Priya, ciencia e ingeniería de materiales en Penn State.

La célula solar de perovskita que desarrolló el equipo alcanzó una eficiencia del 19,8%, un récord para una célula semitransparente. Y cuando se combinó con una célula solar de silicio tradicional, el dispositivo en tándem alcanzó una eficiencia del 28,3%, superior al 23,3% de la célula de silicio sola.

“Una mejora del 5% en la eficiencia es gigantesca. Esto significa básicamente que se están convirtiendo unos 50 vatios más de luz solar por cada metro cuadrado de material de célula solar. Las huertas solares pueden estar formadas por miles de módulos, así que eso suma mucha electricidad, y es un gran avance” Shashank Priya.

El equipo descubrió que el cromo usado como capa inicial permitía que el oro se formara encima en una capa ultrafina continua con buenas propiedades conductoras.

“Normalmente, si se hace crecer una capa fina de algo como el oro, las nanopartículas se acoplan y se juntan como pequeñas islas. El cromo tiene una gran energía superficial que proporciona un buen lugar para que el oro crezca encima, y de hecho permite que el oro forme una película fina continua” Dong Yang, profesor en Penn State.

Las células solares de perovskita se componen de cinco capas y otros materiales probados como electrodos transparentes dañados o capas degradadas de las células. Los científicos afirmaron que las células solares fabricadas con los electrodos de oro son estables y mantienen altas eficiencias a lo largo del tiempo en las pruebas de laboratorio.

Este avance en el diseño de la arquitectura de las células en tándem, basado en un electrodo transparente, ofrece un camino eficiente hacia la transición a las células solares de perovskita y en tándem.

Dong Yang

Regreso a clases 7 Junio

Regreso a clases 7 Junio

Estamos listos para recibirte con todas las medidas de seguridad.

 Luis Humberto Fernández titular de la Autoridad Educativa Federal (AEFCM), anunció que el retorno a las aulas será el 7 de junio.

Combustible a partir de lirio

Combustible a partir de lirio

El lirio acuático es una plaga que preocupa a biólogos por su alta capacidad de reproducción y
porque no tiene depredadores naturales, de acuerdo con la revista Ciencias publicada por la
UNAM.
José Alberto Espejel Pérez, estudiante de la licenciatura en ingeniería ambiental de la Universidad
La Salle, desarrolló un método mediante el cual se produce biocombustible a partir de la planta.
El lirio es una plaga que afecta a otras especies
endémicas, de acuerdo con la UNAM.
Recolectando las plantas, moliéndolas y
sometiéndolas a procesos químicos en los que
agregan ácidos que posteriormente se fermentan
con ayuda de levaduras -comúnmente usadas
para elaborar cerveza- se obtiene alcohol que
puede ser utilizado como combustible.
Este invento ayudará a disminuir la
contaminación ambiental y podría ofrecer una alternativa a los hidrocarburos al alcance de toda la
población.
Actualmente el proyecto se encuentra con la patente en trámite y se espera que se pueda concluir
oficialmente.
Todo empieza con la colecta de la planta y se trabaja de manera íntegra, después se pasa a
molerla hasta producir una especie de jugo, que va a una fase de pretratamiento y consiste nada
más en elevar la temperatura para deshacer la planta en su interior.
Posteriormente, pasa a una de las fases más importantes llamada hidrólisis y trata de agregar
ácido —en este caso ácido sulfúrico (H2SO4)— a la mezcla para que funcione como catalizador y
así con la molécula del agua, literalmente, se rompen todas las estructuras y cadenas de la planta,
y para que esta mezcla no permanezca en niveles altos de acidez, se le agrega una base
—hidróxido de sodio (NaOH)— para que de esta manera neutralice fuertemente.
El resultado de este proceso es la formación de una sal, además de que se queda la materia que
no se pudo degradar con ninguno de los procesos anteriores de acidificación y neutralización de la
mezcla, lo cual es completamente normal.
Se filtra la masa no degradada y sale una especie de lodo que es materia orgánica que resultó de la
planta, además de un jarabe que es ya la concentración de azúcares en el que se encuentran la
glucosa, fructosa, maltosa, etcétera, enfocándonos más en la glucosa en esta primera parte del
proyecto.
El jarabe que resulta de este proceso se fermenta y se utiliza la levadura comercial Saccharomyces
cerevisiae, mejor conocida como levadura de cerveza y que es muy utilizada en el mundo de la
panadería.
Después de cinco días de fermentación se destila la mezcla y de esta manera se obtiene el alcohol.

En la experimentación inicial era mucho pedir que saliera una sola gota de bioetanol, ahora ya se
sabe que por cada kilo de lirio que se recolecta se obtienen veinte mililitros del producto.
El proyecto en general tiene dos ejes: el primero es ocupar el lirio acuático para eliminar la plaga,
ya que esta planta es considerada como tal y, de hecho, está catalogada como una de las diez
plagas más agresivas del mundo, y es por su comportamiento invasivo y altos índices de
reproducción que se quiere ayudar a todas las zonas infestadas como Xochimilco.
El segundo eje fue este proceso de obtención de etanol. En otros países ya se utiliza el alcohol a
partir de la caña de azúcar, maíz y otros residuos aplicándolo en los autos como aditivos en la
gasolina o aplicándolo directamente en el motor.
Si esta se ve como mezcla, se está reemplazando a los aditivos con contenido de plomo o
compuestos de nitrógeno en su fórmula, los cuales perjudican la calidad del aire, y si se utiliza de
manera íntegra, es mucho mejor ya que se reemplaza la gasolina en su totalidad.

Lluvia sólida, el invento mexicano que puede solucionar las sequías

Lluvia sólida, el invento mexicano que puede solucionar las sequías

Un invento mexicano está transformando la agricultura en todo el mundo: la lluvia sólida, creada
por el ingeniero Sergio Rico, podría ser la solución a las sequías.
¿Qué es la lluvia sólida? Puesto en términos técnicos, es el acrilato de potasio hidratado con agua
de lluvia. Y, ¿en español?

Todo comienza con los silos de agua, partículas del
acrilato en polvo. Este polvo tiene la capacidad de
absorber hasta 200 veces su peso en agua y, al ser
hidratado por el agua de lluvia, se convierte en
gel. El gel, a lo cual llamamos “lluvia sólida”,
retiene el agua que ha sido absorbida hasta por
seis semanas.
Como funciona es: se recolecta el agua de lluvia y
se almacena en tinacos. Se incorporan los silos de
agua en las cantidades requeridas, para crear la
lluvia sólida. Esta se almacena en costales de plástico en un lugar de sombra y está lista para ser
utilizada en cualquier momento durante un año.
¿Cuáles son las ventajas de la lluvia sólida?
La lluvia sólida puede almacenarse en costales y ser utilizada hasta el momento oportuno de
sembrar, por lo que no se tiene que esperar hasta que comience la temporada de lluvias. Esto le
da más tiempo a los cultivos para crecer y así incrementar la producción.
En una entrevista, Rico aseguró que la lluvia sólida aumenta hasta cinco veces la productividad de
los cultivos de maíz.
Además, este invento mexicano genera un ahorro en el uso de fertilizantes, ya que los nutrientes
permanecen más tiempo en contacto con la raíz de las plantas.
Algunos datos de la lluvia sólida que debes conocer:
 Se requieren 25 kg del producto en polvo para cada hectárea de cultivo. La inversión que
requiere esta aplicación se recupera en un año, aproximadamente.
 Los silos de agua no son tóxicos ni contaminan, no afectan a la fauna subterránea ni hacen
daño a los animales que los ingieren.
 Los silos tienen una vida útil máxima de diez años, su capacidad de absorción solo
disminuye un 10% cada año.
 La lluvia sólida no es lo mismo que el hidrogel: la estructura química es diferente, tiene
mayor capacidad de retención del agua y una vida útil tres veces mayor.
 Ya ha sido utilizada en naciones alrededor del planeta como: India, Emiratos Árabes
Unidos, Francia, Rusia e Israel.
El hecho de que esta tecnología haya sido desarrollada en México habla mucho sobre el potencial
que tenemos para solucionar problemas globales.