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MADRID, 3 Oct. (@CIENCIAPLUS) -
Investigadores de la Universidad de Ohio han inventado la primera bateria solar del mundo. En la edición del 3 de octubre de Nature Communications, anuncian que han tenido éxito en la combinación de una batería y una célula solar en un dispositivo híbrido.
La clave de la innovación es un panel de malla solar (en la imagen), que permite que el aire entre en la batería, y un proceso especial para la transferencia de electrones entre el panel solar y el electrodo de la batería. En el interior del dispositivo, la luz y el oxígeno permiten diferentes procesos de las reacciones químicas que cargan la batería.
"El estado de la técnica era usar un panel solar para capturar la luz, y luego usar una batería barata para almacenar la energía", dijo Yiying Wu, profesor de Química en Ohio State y autor del invento. "Hemos integrado las dos funciones en un solo dispositivo. Cada vez que se haga, se reducirán los costes", en un 25 por ciento.
La invención también resuelve un problema de muchos años en la eficiencia de la energía solar, mediante la eliminación de la pérdida de electricidad que normalmente se produce cuando los electrones tienen que viajar entre una célula solar y una batería externa. Por lo general, sólo el 80 por ciento de los electrones que salen de una célula solar alcanzan la batería.
Con este nuevo diseño, la luz se convierte en electrones dentro de la batería, por lo que casi el 100 por ciento de los electrones se guardan.
UNA BATERÍA QUE RESPIRA
"Básicamente, es una batería de respiración", dijo Wu. "Inspira el aire cuando se descarga, y exhala cuando se carga". He aquí cómo funciona la batería solar: durante la carga, la luz golpea el panel solar de malla y crea electrones.
Dentro de la batería, los electrones están involucrados en la descomposición química de peróxido de litio en iones de litio y oxígeno. El oxígeno se libera en el aire, y los iones de litio se almacenan en la batería de litio como metal después de capturar los electrones.
Cuando la batería se descarga, consume químicamente el oxígeno del aire para volver a formar el peróxido de litio. Un aditivo de yoduro en el electrolito actúa como un "servicio de transporte" que transporta electrones entre el electrodo de la batería y el panel solar de malla. El uso del aditivo representa un enfoque distinto en la mejora del rendimiento y la eficiencia de la batería.
La malla pertenece a una clase de dispositivos llamados células solares sensibilizadas por colorante, ya que los investigadores usaron un colorante rojo para sintonizar la longitud de onda de la luz que captura.
