Los investigadores de Empa y ETH Zurich lograron desarrollar un material que funciona como un concentrador solar luminiscente e incluso se puede aplicar a los textiles. Esto abre numerosas posibilidades para producir energÃa directamente donde se necesita, es decir, en el uso de la electrónica diaria.
Nuestro hambre de energÃa es insaciable, incluso continúa aumentando con la creciente oferta de nuevos aparatos electrónicos. Además, casi siempre estamos en movimiento y, por lo tanto, dependemos permanentemente de una fuente de alimentación para recargar nuestros teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. En el futuro, las tomas de corriente (al menos para este propósito) podrÃan volverse obsoletas. La electricidad vendrÃa entonces de nuestra propia ropa; mediante un nuevo polÃmero que se aplica sobre fibras textiles, chaquetas, camisetas y similares pronto podrÃan funcionar como colectores solares y, por tanto, como fuente de energÃa móvil.
Flexibilizar los materiales luminiscentes
En la industria solar ya se están utilizando materiales capaces de utilizar luz indirecta o ambiental para la generación de energÃa. Estos materiales contienen materiales luminiscentes especiales y se denominan "Concentradores solares luminiscentes", o LSC para abreviar. Los materiales luminiscentes del LSC capturan la luz ambiental difusa y transmiten su energÃa a la celda solar real, que luego convierte la luz en energÃa eléctrica. Sin embargo, los LSC actualmente solo están disponibles como componentes rÃgidos y no son adecuados para su uso en textiles porque no son flexibles ni permeables al aire y al vapor de agua. Un equipo de investigación interdisciplinar dirigido por Luciano Boesel del Laboratorio de Membranas y Textiles Biomiméticos ha logrado incorporar varios de estos materiales luminiscentes en un polÃmero que proporciona precisamente esta flexibilidad y permeabilidad al aire.
PolÃmero conocido con propiedades sofisticadas
Este nuevo material se basa en co-redes de polÃmeros anfifÃlicos, o APCN para abreviar, un polÃmero que se conoce desde hace mucho tiempo en la investigación y ya está disponible en el mercado en forma de lentes de contacto de hidrogel de silicona. Las propiedades especiales del polÃmero (permeabilidad al aire y al vapor de agua, asà como flexibilidad y estabilidad) también son beneficiosas para el ojo humano y se basan en propiedades quÃmicas especiales.
“La razón por la que elegimos exactamente este polÃmero es el hecho de que somos capaces de incorporar dos materiales luminiscentes inmiscibles a nanoescala y dejar que interactúen entre sÃ. Existen, por supuesto, otros polÃmeros en los que estos materiales podrÃan integrarse; pero esto conducirÃa a la agregación y, por tanto, la producción de energÃa no serÃa posible », explica Boesel.
Concentradores solares luminosos para ropa
En colaboración con colegas de otros dos laboratorios del Empa, Thin Films y Photovoltaics y Advanced Fibers, el equipo de Boesel agregó dos materiales luminiscentes diferentes al tejido de gel, convirtiéndolo en un concentrador solar flexible. Al igual que en los colectores de gran escala (rÃgidos), los materiales luminiscentes capturan un espectro de luz mucho más amplio que el que es posible con la energÃa fotovoltaica convencional. Los nuevos concentradores solares se pueden aplicar a fibras textiles sin que el textil se vuelva quebradizo y susceptible de agrietarse o acumular vapor de agua en forma de sudor. Los concentradores solares que se llevan en el cuerpo ofrecen un inmenso beneficio para la creciente demanda de energÃa, especialmente para dispositivos portátiles.
Mas información: Chieh-Szu Huang, et. al. Nano-domains assisted energy transfer in amphiphilic polymer conetworks for wearable luminescent solar concentrators, Nano Energy (2020). DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105039
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