Artículos Académicos

El Sol es una fuente inagotable de energía que deberíamos ser capaces de aprovechar, eficientemente, para que se convierta en una alternativa práctica a los combustibles fósiles, el petróleo, el carbón y el gas. Para esto es necesario conseguir convertir la energía luminosa de cada fotón, que son los componentes de la luz, en electricidad, calor o algún tipo de producto combustible. Además de ser inagotable, la energía solar posee otra ventaja importante: nos llega de manera relativamente uniforme a todos los lugares, de forma que nunca se podrá convertir en un problema geoestratégico y con ello generar guerras o tensiones. En la actualidad el uso de la energía solar es escaso, porque no disponemos de una tecnología de conversión eficiente y de bajo costo. La nanotecnología, con su dominio cada vez mayor de los procesos microscópicos, puede ayudar enormemente en la consecución de dicha tecnología. Hoy en día se investiga en muchos temas que podrían aumentar la eficiencia de la conversión de energía solar. Uno de ellos se conoce como multiplicación de portadores y es relevante para las células fotovoltaicas. Consiste en hacer que cada fotón, en vez de excitar un solo electrón, como ocurre en las células solares actuales, excite varios de ellos cuyas energías podemos recuperar. Otra posibilidad es extraer los electrones de la célula antes de que pierdan su exceso de energía térmicamente. Ambos fenómenos se han conseguido en dispositivos denominados puntos cuánticos, pero su inclusión en las células solares presenta obstáculos que aún no han sido superados. Otra línea de investigación actual es la fotosíntesis artificial. La naturaleza utiliza muchos caminos distintos para transformar la energía solar en combustibles. Algunas de las transformaciones utilizadas por los sistemas vivos son muy eficientes desde el punto de vista energético y, en principio, podrían ser replicadas artificialmente y conectadas en cadena para producir combustibles tales como hidrógeno, metano o alcoholes. También existe la posibilidad de transformar el calor en electricidad. Para que ello sea eficiente se necesita una elevada temperatura, de unos 1500º C, que puede conseguirse en una torre solar iluminada por multitud de espejos. La eficiencia actual de estas instalaciones está en torno al 20% y para aumentarla se están desarrollando materiales capaces de transformar un gradiente térmico en una corriente eléctrica. Es necesario que ellos casi no conduzcan el calor, pero sí la electricidad. Los primeros candidatos prometedores son compuestos nanoestructurados con incrustaciones de puntos o hilos conductores nanométricos.