La energía solar fotovoltaica es el futuro, pero su presente tiene un inconveniente notable: los sistemas que la generan producen energía de manera intermitente y no incorporan sistemas de almacenado. Ahora, un equipo de investigación de la Politècnica de Catalunya ha encontrado una respuesta al segundo desafío.
Dispositivo híbrido
El equipo, liderado por Kasper Moth-Poulsen, investigador del Departamento de Ingeniería Química de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) vinculado a la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) , ha creado un dispositivo híbrido que combina una célula solar de silicio con un sistema innovador de almacenamiento térmico molecular (MOST). Con este dispositivo híbrido, se prevé poder dar respuesta a la creciente demanda de energía limpia y de almacenamiento eficiente, un paso más hacia la transición energética.
El sistema está formado por moléculas orgánicas que, cuando son irradiadas con fotones de alta energía, como la luz ultravioleta, experimentan una transformación química y almacenan esta energía para su uso posterior. Como particularidad del sistema, estas moléculas también proporcionan refrigeración a la célula fotovoltaica al actuar como filtro óptico y bloquear los fotones que normalmente causarían calentamiento y reducirían la eficiencia del sistema. De este modo, el dispositivo permite tanto generar electricidad como energía química almacenada. A diferencia de otras tecnologías que dependen de materiales escasos, el sistema MOST utiliza elementos comunes como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el flúor, de forma que ofrece una alternativa de almacenamiento de energía más sostenible.
Eficiencia
Con el nuevo dispositivo se consigue mejorar la eficiencia energética de forma significativa. En las pruebas experimentales se ha conseguido una eficiencia récord de almacenamiento de energía solar térmica molecular del 2,3%. La integración de este sistema híbrido permite también una reducción de la temperatura de la celda fotovoltaica de hasta 8 °C, de forma que se reducen las pérdidas energéticas por calor, con un aumento de la eficiencia del 12,6% de la fotovoltaica. El dispositivo combinado funciona con una eficiencia de utilización solar de hasta el 14,9%, una cifra que representa una mejora respeto los dos sistemas solares híbridos cuando funcionan de manera independiente. La combinación de energía fotovoltaica con almacenamiento térmico molecular no solo permitirá mejorar la eficiencia energética, sino que también contribuirá a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y a minimizar el impacto ambiental asociado a otras formas de almacenamiento de energía, como las baterías basadas en materiales escasos y contaminantes.