Cosechadora de energía recoge energía de la luz solar y gotas de lluvia




Publicado a las 09:54 PM CST en Mar 8,2018 | Actualizado a las 09:54 PM CST en Mar 8,2018


Al acoplar un nanogenerador transparente a una célula solar de silicio, los investigadores han diseñado un dispositivo que recoge la energía solar en condiciones soleadas y la energía mecánica de las gotas de lluvia que caen en condiciones lluviosas. La funcionalidad dual puede proporcionar una manera de cosechar energía con mayor consistencia en medio de condiciones climáticas en constante cambio.

Los investigadores, Yuqiang Liu et al. en la Universidad Soochow de China, han publicado un artículo sobre el dispositivo híbrido en un número reciente de ACS Nano.

El dispositivo híbrido consiste en una célula solar de silicio convencional y un nanogenerador triboeléctrico (TENG), que convierte la energía mecánica de las gotas de lluvia que caen en electricidad. Aunque investigaciones anteriores han demostrado que estos dos tipos de dispositivos pueden conectarse con un cable adicional, en el nuevo diseño la célula solar y la TENG se integran compartiendo un electrodo mutuo.


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Dispositivo híbrido recoge la energía de la luz solar y las gotas de lluvia: un nanogenerador PDMS transparente integrado con una célula solar de silicio compartiendo un electrodo mutuo hecho de PEDOT: película PSS. Crédito: Liu et al. ©2018 American Chemical Society

«El mayor avance en este trabajo es que un generador integrado compuesto por una célula solar y una TENG fue demostrado a través de compartir un electrodo mutuo», dijo a Phys. org el coautor Zhen Wen de la Universidad Soochow. «En comparación con el trabajo anterior, el sencillo diseño del electrodo mutuo reduce el número de capas funcionales, lo que mejora enormemente la eficiencia de la salida».

 

El electrodo compartido no sólo resulta en un diseño más compacto, sino que también ofrece ventajas tanto para la célula solar como para la TENG. En particular, el TENG protege la célula solar actuando como barrera impermeable y evita que el agua penetre en el silicio. La superficie texturizada del electrodo también suprime en gran medida el reflejo no deseado de la luz, mejorando la cosecha de luz. Además, la superficie texturizada da como resultado una mayor área de contacto entre el TENG y las gotas de lluvia que caen, lo que mejora el rendimiento general del nanogenerador.




Un problema que queda por resolver es el pequeño inconveniente de que la célula solar y la RTEG no pueden funcionar simultáneamente.

«Debido al diseño del electrodo mutuo, la célula solar y el nanogenerador no pueden trabajar juntos», dijo Wen. «Así que si hay una ducha solar (sol y gotas de lluvia apareciendo al mismo tiempo), tenemos que renunciar a una función del generador híbrido. Pero no creo que sea el caso.»

 

En el futuro, los investigadores planean explorar la integración del dispositivo híbrido en la ropa electrónica.

«Debido al diseño único, tiene ventajas de ser liviano y tener una alta eficiencia», dijo Wen. «Ahora estamos diseñando un dispositivo en forma de fibra y esperamos tejerlos juntos como una tela. Mi deseo es fabricar ropa que pueda generar electricidad a partir de la luz del sol y gotas de lluvia, y luego usar esta electricidad para alimentar aparatos electrónicos».

 


Referencias & Fuentes

1.parallelstate.com/news/energy-harvester-collects-energy-from-sunlight-and-raindrops/636099
2.pv-magazine.com/2018/03/08/chinese-breakthrough-in-harvesting-energy-from-the-sun-and-the-rain/



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