Una célula fotoelectroquímica (PEC)
es un tipo especial de célula solar que recoge la energía del Sol y la
transforma ya sea en electricidad o energía química que se puede usar
para dividir el agua y producir hidrógeno para su utilización en pilas
de combustible. En un avance que podría ayudar a esta fuente de energía
limpia jugar un papel más importante dentro de una red energética más
eficiente y amigable con el ambiente, los investigadores de la
Universidad de Texas, Arlington han encontrado una manera de almacenar
la electricidad generada por una célula PEC durante largos períodos de
tiempo y permitir que la electricidad sea suministrada durante todo el
día.
En la actualidad, la electricidad generada por una célula PEC no
puede ser almacenada de manera efectiva, ya que los electrones
“desaparecen” rápidamente al caer en un estado de baja energía. Esto
significa que estas células no eran una solución viable para una red de
energía limpia, ya que la electricidad tiene que ser utilizada al poco
tiempo después de ser producida. Es decir, en los días soleados, en
momentos en que los paneles fotovoltaicos estándar ya estarían
produciendo energía a toda velocidad.
Ahora, los investigadores Fuqiang Liu y sus colegas han creado una
célula PEC que incluye un fotoelectrodo especialmente diseñado (el
componente que convierte los fotones entrantes en electrones). A
diferencia de los diseños anteriores, el fotoelectrodo híbrido de
trióxido de tungsteno/dióxido de titanio (WO3/TiO2) puede almacenar
electrones efectivamente durante largos períodos de tiempo, allanando el
camino para que las células PEC lleguen a jugar un papel más importante
dentro de una red de energía inteligente.
El sistema también incluye una batería de flujo-redox de vanadio
(VRB). Este es un tipo ya establecido y bien conocido de célula de
almacenamiento de energía que está muy bien adaptado a las necesidades
de las redes eléctricas, ya que puede permanecer inactivo durante
tiempos muy largos sin perder la carga, es mucho más seguro que una
célula de iones de litio (aunque tiene una menor densidad de energía),
es casi inmune a las temperaturas extremas, y se puede escalar muy
fácilmente, simplemente aumentando el tamaño de sus tanques de
electrolitos.
Según los investigadores, la batería de flujo de vanadio funciona
especialmente bien con su electrodo híbrido, lo que les permite aumentar
la corriente eléctrica, ofreciendo una gran reversibilidad (con 95 por
ciento de eficiencia de Faraday) y permitiendo una alta capacidad de
almacenamiento.
“Hemos demostrado el almacenamiento reversible de forma simultánea
tanto de energía solar y los electrones en la célula”, declaró el autor
principal del artículo Dong Liu. “La liberación de los electrones
almacenados bajo condiciones de oscuridad continua el almacenamiento de
energía solar, lo que permite el almacenamiento continuo durante todo el
día.”
El equipo ahora está trabajando en la
construcción de un prototipo más grande, con la esperanza de que esta
tecnología podría ser utilizada para integrar mejor las células
fotoelectroquímicas dentro de las redes de energía.
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