Las algas podrían convertirse en el material de los paneles fotovoltaicos del futuro o, al menos, en uno de ellos. Y ahora están, sin duda, más cerca de hacerlo gracias a un proyecto pionero de la Universidad de Cambridge. Sus expertos han logrado desarrollar un sistema biofotovoltaico que, gracias a un novedoso diseño de doble cámara y a la incorporación de algas modificadas genéticamente, multiplica por cinco la densidad de energía que se había logrado con otros modelos previos a base de estos organismos. Además, la idea permite almacenar la energía captada durante el día, para su aprovechamiento tras el anochecer.
«Es un gran paso adelante en la búsqueda de combustibles alternativos y más verdes”, asegura sobre este avance Paolo Bombelli, investigador del departamento de Bioquímica que ha participado en esta investigación. Con ella, opina el experto, “llevamos los sistemas fabricados con algas un paso más cerca de su aplicación práctica”. Aunque aún queda, en ello está la comunidad científica. El motivo del interés es claro. La tierra, subrayan desde Cambridge, recibe 10.000 veces más de energía del sol que la que es necesaria para el consumo humano.
De ahí, la búsqueda de este equipo, que con su trabajo ha logrado una alternativa “potencialmente más efectiva en costes, práctica para usar”, y tan fácil de producir que sus creadores le ven enormes posibilidades para su aprovechamiento por parte de las comunidades rurales africanas que aún carecen de acceso a la energía. “La población local podría desarrollar las soluciones biofotovoltaicas”, asegura el equipo.
Este admite a su vez que, por el momento, el sistema no ofrecería la posibilidad de generar electricidad suficiente para una red eléctrica. Si esto es así es porque estas celdas fotovoltaicas a base de algas cuentan con una densidad de energía de 0,5 W/m². Aunque el resultado es un hito respecto a otros intentos con plantas y algas, por el momento supone una décima parte de la densidad que aportan las celdas solares convencionales. “Aunque estas soluciones tienen muchas características atractivas”, destacan no obstante desde la prestigiosa universidad.
El trabajo que han desarrollado los científicos incorpora dos aspectos relevantes y novedosos. El primero arranca en el diseño de las celdas, que da un giro completo respecto a la tendencia en los sistemas biofotovoltaicos. Así, hasta ahora se había optado por soluciones que, en un único compartimento, ubicaban tanto la entrada de luz y la generación de electrones, como la transferencia de energía al circuito eléctrico.
Rompiendo con esta línea, en este rediseño se opta por un sistema de doble cámara, en el que los dos procesos necesarios para que una celda solar funcione (la generación de electrones y su conversión en energía), se separan. “Alejar la carga y el envío nos ha permitido reforzar el rendimiento de la unidad que suministra la energía a través de la minaturización”, explica Tuomas Knowles, otro de los integrantes del equipo. La apuesta por escalas minúsculas se traduce en cambios importantes en el comportamiento de los fluidos. Gracias a ellos, se logró que estas celdas con algas fueran más eficientes, además de contar con una resistencia interna más baja y con menores pérdidas eléctricas.
Junto la nueva aproximación para el diseño se sitúa como punto destacado el uso de las algas. Que estas se añadan a una celda solar supone que el sistema aproveche las propiedades fotosintéticas de estos organismos para convertir la luz en corriente eléctrica. Con esto, desde la Universidad de Cambridge se ha optado por algas modificadas genéticamente que, a partir de sus mutaciones, consiguen que estas células reduzcan al mínimo la carga eléctrica que se disipa durante la fotosíntesis. Además de estas ventajas, las algas suman otras. “El hecho de que crezcan y se dividan naturalmente hace que los sistemas fabricados con estos organismos necesiten una menor inversión en energía y puedan producirse de forma descentralizada”, aseguran los impulsores de este trabajo. Con él, se sigue avanzando en la búsqueda de aproximaciones para aprovechar la energía solar que sean más efectivas en costes y más respetuosas con el medioambiente.
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