L'energia solar fotovoltaica és el futur, però el seu present té un inconvenient notable: els sistemes que la generen produeixen energia de manera intermitent i no incorporen sistemes d'emmagatzemat. Ara, un equip d'investigació de la Politècnica de Catalunya ha trobat una resposta al segon desafiament.
Dispositiu híbrid
L'equip, liderat per Kasper Moth-Poulsen, investigador del Departament d'Enginyeria Química de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) vinculat a l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) , ha creat un dispositiu híbrid que combina una cèl·lula solar de silici amb un sistema innovador d'emmagatzemament tèrmic molecular (MOST). Amb aquest dispositiu híbrid, es preveu poder donar resposta a la creixent demanda d'energia neta i d'emmagatzemament eficient, un pas més cap a la transició energètica.
El sistema està format per molècules orgàniques que, quan són irradiades amb fotons d'alta energia, com la llum ultraviolada, experimenten una transformació química i emmagatzemen aquesta energia per al seu ús posterior. Com a particularitat del sistema, aquestes molècules també proporcionen refrigeració a la cèl·lula fotovoltaica en actuar com a filtre òptic i bloquejar els fotons que normalment causarien escalfament i reduirien l'eficiència del sistema. D'aquesta manera, el dispositiu permet tant generar electricitat com energia química emmagatzemada. A diferència d'altres tecnologies que depenen de materials escassos, el sistema MOST utilitza elements comuns com el carboni, l'hidrogen, l'oxigen, el nitrogen i el fluor, de manera que ofereix una alternativa d'emmagatzemament d'energia més sostenible.
Eficiència
Amb el nou dispositiu s'aconsegueix millorar l'eficiència energètica de forma significativa. En les proves experimentals s'ha aconseguit una eficiència rècord d'emmagatzemament d'energia solar tèrmica molecular del 2,3%. La integració d'aquest sistema híbrid permet també una reducció de la temperatura de la cel·la fotovoltaica de fins a 8 °C, de manera que es redueixen les pèrdues energètiques per calor, amb un augment de l'eficiència del 12,6% de la fotovoltaica. El dispositiu combinat funciona amb una eficiència d'utilització solar de fins al 14,9%, una xifra que representa una millora respecte els dos sistemes solars híbrids quan funcionen de manera independent. La combinació d'energia fotovoltaica amb emmagatzemament tèrmic molecular no només permetrà millorar l'eficiència energètica, sinó que també contribuirà a reduir la dependència dels combustibles fòssils i a minimitzar l'impacte ambiental associat a altres formes d'emmagatzemament d'energia, com les bateries basades en materials escassos i contaminants.