¿Conoces el “Solar paint” o pintura solar?

La necesidad de encontrar nuevas formas de generar energía limpia y sostenible ha llevado a muchas universidades y organismos a estudiar cualquier posibilidad de conseguirlo. De esta forma, investigadores de la Universidad de Notre Dame, en Indiana, Estados Unidos, publicaron a finales del año 2011 un articulo titulado “Sun-Believable Solar Paint. A Transformative One-Step Approach for Designing Nanocrystalline Solar Cells“, en el que detallaban sus investigaciones, y las propiedades de esta pintura para la producción de electricidad, como lo hacen las placas solares fotovoltaicas.

Para su desarrollo, se basaron en una pasta sin aglomerante que consiste en nanopartículas semiconductoras CdS, CdSe y TiO2, y se aplicó a una superficie del vidrio conductor y se recoció a 473 K. El comportamiento de la fotoconversión de estos electrodos de película semiconductora se evaluó en una célula fotoelectroquímica compuesta por un contraelectrodo de grafeno-Cu2S y una pareja redox sulfuro/polisulfuro. Al realizar la comprobación, se obtuvieron voltajes en circuito abierto de hasta 600 mV y una corriente de cortocircuito de 3,1 mA/cm2 con los electrodos CdS/TiO2 – CdSe/TiO2. Además, se obtuvo una eficiencia de conversión de energía que excedía del 1%, para las células solares construidas utilizando el enfoque simple de pincel convencional en condiciones ambientales.

Este tipo de pintura ya ha evolucionado hasta la forma comercial, siendo producida por varias empresas como SolarPaint Ltd. Ubicada en Israel y que a partir del estudio inicial de la universidad de Notre Dame, ha desarrollado y patentado la “Solar Paint” y la comercializa desde el pasado año 2018. Pero como hemos mencionado antes, hay otra investigación del Instituto Real de Tecnología de Melbourne (RMIT), que ha desarrollado una pintura solar que tiene la capacidad de absorber vapor de agua para producir combustible de hidrógeno. Es una auténtica revolución en el campo de los materiales sostenibles. Una fuente de energía limpia en la pared de tu casa. De hecho, el hidrógeno se considera una de las fuentes de energía limpias del futuro. Este estudio es solo una fase primigenia de esta nueva pintura solar, y todavía queda por investigar y por conseguir aprovechar el hidrógeno que es capaz de generar, por lo que hasta dentro de varios años no tendremos mejores noticias.

Cuando hablamos de la pintura solar fotovoltaica, el secreto de la tecnología patentada por la empresa SolarPaint es el uso de “puntos cuánticos”, que son los productores de energía de las nano-partículas. Los puntos cuánticos se suspenden (diluyen) en una mezcla de agua y alcohol y se transforman en pintura solar. Luego se puede distribuir a cualquier superficie conductora que recolecte energía sin ningún equipo especial. La "red de electrodos" de SolarPaint (de alambres ultrafinos similares a una mosquitera) y el recubrimiento impregnado con nanopartículas de la pintura solar, pueden generar energía solar aplicándola en techos, paredes y, en el futuro, incluso en carreteras. Esta tecnología podría ser un cambio para los paneles solares tradicionales, que tienen una clara restricción en los espacios limitados de la tierra que tradicionalmente ha utilizado a la industria solar.

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Solar paint o pintura solar fotovoltaica es una energía solar alternativa que consiste en utilizar una pintura que logra generar energía eléctrica al entrar en contacto con la radiación del sol. Una vez que se genera, se transfiere a la batería de un automóvil. Gracias a un material llamado “perovskita”, al echar esta pintura en spray, cualquier superficie se convierte en un panel solar. Se compone principalmente de titanato de calcio y resulta más barato que el silicio para los paneles. Y estos podrían ser de un espesor mucho menor que los tradicionales.

Se basa en los avances recientes en la investigación de nanocristales de semiconductores. Ahora se ha desarrollado una pintura solar de una capa para el diseño de células solares de puntos cuánticos. Si bien se requieren mejoras adicionales para desarrollar estrategias para áreas grandes, todos los dispositivos de estado sólido, este esfuerzo inicial para preparar pintura solar ofrece las ventajas de un diseño simple y células solares de próxima generación económicamente viables. Esta energía alternativa es adecuada para aquellas superficies que no son planas y en las que no pueden colocarse los paneles comunes de la calefacción solar activa. Sería el caso de los automóviles o los dispositivos móviles en general.

Generación de hidrógeno, pasando a la pintura solar de hidrógeno o Solar Paint -H2. Su funcionamiento es simple. Sólo hay que aplicar una capa de pintura sobre un tejado, puerta o pared exterior, utilizando un rodillo o brocha. Y eso es todo, ya que lo único que hace falta para que el sistema funcione es luz solar y vapor de agua en el ambiente. Se trata de un material que permite disfrutar de las numerosas ventajas que ofrece la energía solar. Y esto sin necesidad de instalar paneles fotovoltáicos.

Fuente de la imagen: playgroundmag.net

Técnicamente, su funcionamiento se basa en la captación del vapor de agua presente en el aire y condensarlo. Luego, gracias al óxido de titanio, la pintura funciona como semiconductor para la electrolisis por fotocatálisis del agua captada. Es decir, favorece su descomposición en moléculas de oxígeno e hidrógeno. Hidrógeno que puede recolectarse para su uso como combustible en celdas electro-químicas o en motores.

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• Rendimiento aún inferior a las placas de silicio
• Necesita de equipos eléctricos y electrónicos para su gestión y uso

Pintura solar de hidrogeno o Solar Paint -H2

• Dificultad para guardar el H2 generado
• Aún en desarrollo

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Aunque parezca ciencia ficción, la verdad es que es una alternativa que en breve podremos comprar nosotros mismos. Aunque necesitaremos de la ayuda de profesionales para realizar el resto de la instalación que se necesita para aprovecharla. Hablamos de las conexiones eléctricas para almacenarla, convertirla en corriente alterna para la vivienda, etc. No debemos olvidar que las superficies que pintemos con la pintura solar fotovoltaica se comportarán como un panel solar fotovoltaico. Y para aprovecharlos, deben ir acompañados de otros elementos como las baterías, reguladores, inversores, etc..

En cuanto a la Solar Paint de hidrógeno, podemos considerarlo realidad, ya que las investigaciones demuestran que es viable la producción de hidrógeno. Pero tardaremos aún algunos años en poder utilizarla, ya que el hidrógeno es un gas que debemos capturar una vez generado, y este paso aún no está del todo resuelto con la pintura solar. Pero debido a que hoy por hoy es muy caro y contaminante producir hidrógeno, estamos seguros que muchas empresas estarán interesadas en trabajar para solucionar el problema de la captación del hidrógeno generado por la Solar Paint.