Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » Inspirados por la naturaleza

Referencia: Phys.org , 25 de octubre 2013

Para maximizar la eficiencia de las células solares del futuro, los físicos están ojeando el libro de la naturaleza.

A través de miles de millones de años de evolución , la vida en la Tierra ha encontrado soluciones complejas a muchos de los problemas por los que atraviesan actualmente los científicos. Los físicos de Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge están tratando de desentrañar los secretos de la naturaleza, a fin de desarrollar nuevas tecnologías de generación de energía para un futuro más sostenible.

Centrándose en las antiguas bacterias verdes del azufre, los becarios Dr. Alex Chin y el Dr. Nicholas Hine están investigando las primeras etapas de la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas y algunas bacterias captan energía de la luz del sol y la convierten en energía química o comida.

"Los  captadores de luz para fotosíntesis son altamente eficientes en muchas especies, y lo hacen muy rápido, en un nanosegundo, si no en picosegundos", dijo Chin. "Estamos muy interesados ​​en dicha eficiencia y en cómo se las han arreglado. La biología ha desarrollado sistemas extraordinariamente sutiles para canalizar la energía de la luz circundante y canalizarla a los lugares correctos. También ha construido muy bien pequeños dispositivos que funcionan con alta eficiencia y replicarlos millones de veces."

Las bacterias verdes del azufre se hallan en lugares con muy poca luz, como en el fondo de los océanos, y han existido desde hace miles de millones de años recolectando la luz de manera extremadamente eficiente para realizar la fotosíntesis. Chin y Hine están tratando de descubrir los íntimos detalles de estas soluciones tan inteligentes de las bacterias en la captura y conversión de la energía luminosa. "La idea es desentrañar cuál es el truco", dijo Chin. "Nos gustaría aprender y, en cierto sentido, copiar esto en los sistemas artificiales."

"La recolección de la luz es un área donde la evolución ha producido sistemas que aprovechan la mecánica cuántica", dijo Hine. "Simulo los materiales involucrados desde lo más básico. Si uno sabe dónde están los átomos, se puede describir el sistema usando sólo lo que sabemos acerca de la mecánica cuántica."

"Tenemos que saber acerca de estos arreglos moleculares, para identificar las propiedades que conducen a tan alta eficiencia", agregó Chin. "Uso las simulaciones de Nick con entradas en un modelo que pueda poner en marcha, y veo cómo fluye la energía. "Trabajando juntos, la pareja está desarrollando una comprensión de este sistema fotosintético, para saber dónde se coloca cada átomo individual a cómo funciona el sistema.
La idea es generar unos principios de diseño más amplios para los nuevos nanomateriales que pueden ser utilizados para construir mejores tipos de dispositivos fotovoltaicos, o células solares. "Una vez que entendamos el sistema , podremos pasar a la química sintética, la física del estado sólido y la ciencia de los materiales, y ver si somos capaces de imitarlo", explicó Chin. "Esto puede parecer simple, pero espero que pueda ser escalable, a la vez que útil, para la industria."

"En última instancia queremos hacer dispositivos que cosechen el importe máximo de la luz solar disponible", dijo Hine. "Los materiales existentes, como las células solares en los techos de las casas, únicamente absorben alrededor del 20 % de la energía del Sol para convertirla en electricidad. El truco está en asegurarse de que el material sea capaz de absorber toda la energía que sea posible. De esta manera, los paneles de energía solar se convertirán en una fuente cada vez más atractiva de energía sostenible en el futuro."

"Las formas más actuales de construcción de materiales fotovoltaicos nos han llegado en gran medida de forma incidental", señaló Hine. "Estamos dando un paso atrás y preguntándonos si podemos trabajar desde simulaciones de cómo van a realizarse los materiales. La ciencia de los materiales del siglo pasado se centró en productos a granel, pero ahora es todo ronda acerca de introducir la estructura en una escala más pequeña."


- Fuente: University of Cambridge .​
- Imagen: fotosíntesis.
.

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales