Investigadores del INMA desarrollan una batería fotorrecargable que permite aunar en un solo dispositivo las celdas solares y las baterías
Las celdas solares y las baterías son dos tecnologías muy establecidas en nuestra sociedad, y que se consideran que van a tener un papel relevante para la transición de un modelo de energía basada en combustibles a uno de emisiones cero de carbono.
Las celdas solares permiten convertir la energía solar en eléctrica, mientras que las baterías transforman la energía eléctrica en electroquímica y viceversa, lo que permite el almacenaje de energía para su uso a demanda. Dada la intermitencia de la energía solar, ambas tecnologías trabajan con frecuencia de forma complementaria y se pueden comprar packs de celda solar y batería en muchas tiendas del hogar. A pesar de trabajar de forma complementaria, las dos tecnologías están optimizadas para trabajar en condiciones diferentes y un único dispositivo monolítico que permite convertir la energía solar en electroquímica para su uso a demanda en forma de energía eléctrica todavía no está desarrollado. Este tipo de sistemas tendrían potencial para aplicaciones específicas en que sea necesario reducir el tamaño y peso, ya que permite almacenar y tener la fuente de energía de forma descentralizada, como por ejemplo, para su uso en redes de sistemas conectados por IoT, el internet de las cosas, que permite conectar a internet desde los objetos domésticos comunes como las bombillas hasta los recursos para la atención de la salud, etc., o como fuentes de energía para futuros microbots y nanobots.
Este tipo de sistemas es un reto desde los mediados de los años 70, pero en los últimos años es cuando está aumentando notablemente su investigación, debido fundamentalmente, a los avances tecnológicos que requieren una mayor necesidad de energía portátil.
Un grupo de investigadores del instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, INMA, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC y la Universidad de Zaragoza, UNIZAR, formado por Marta Haro Remón (investigadora Ramón y Cajal-UNIZAR en el INMA) y Emilio J. Juárez-Pérez (investigador ARAID-UNIZAR en el INMA) y la estudiante de doctorado en el INMA, Isabel Ciria-Ramos, han fabricado una batería fotorrecargable, que puede cargarse hasta el 87% de su capacidad teórica en 9 horas únicamente al ser expuesta a una luz Led sin aportar energía eléctrica externa.
El sistema se basa en una batería de litio de tipo botón comercial, en la que la carcasa ha sido adaptada para permitir iluminar el material semiconductor responsable de convertir la energía solar en eléctrica. Después del semiconductor se ha depositado una capa de óxido de titanio que permite almacenar la energía eléctrica en electroquímica. Una vez fotorrecargada, la batería se puede descargar en oscuridad operando como una batería de litio normal. En este trabajo se han utilizado materiales tan sencillos como óxido de cobre y titanio y se ha aportado nueva información del mecanismo de fotorrecarga, lo que va a permitir seguir avanzando en esta tecnología incipiente.
Este trabajo forma parte del proyecto nacional Baterías Fotorrecargables (SoRBat, PID3.29-108247RA-I00) y de la línea de investigación iniciada por Marta Haro como investigadora Ramón y Cajal (RyC2018-025222I) con su incorporación a la Universidad de Zaragoza en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón.
Artículo: https://doi.org/10.1002/smll.202301244.
Imágenes
· Fotografía del equipo de trabajo: De izquierda a derecha: Isabel Ciria-Ramos Marta Haro y Emilio J. Juárez-Pérez
· Esquema de la batería fotorrecargable
· Fotografía de la batería botón de litio fotorrecargable al lado de una comercial
11/05/2023
