Licenciado en química

NANOPARTÍCULAS PARA LA CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR

Pablo González Montero
Fisicoquímica De Superficies Y Coloides Curso 2010-11

Nanopartículas para la Conversión de la Energía Solar
Pablo González Montero 20/06/2011

1. Introducción.  La Energía a Nivel Mundial.
El estilo de vida actual, sobre todo en países desarrollados, con el nivel de vida y sus comodidades requieren unsuministro permanente y fiable de energía para mantener estas condiciones de vida. Actualmente se emplea como principal fuente de energía el petróleo pero es un recurso natural no renovable, de tal modo que si tenemos en cuenta que la demanda (Figura 1) y las necesidades crecen continuamente debido al gran crecimiento de la población mundial y al desarrollo de grandes países (como India o China) unidoademás al impacto ambienta que conlleva los combustibles fósiles, es muy previsible que a medida que los combustibles fósiles resulten más escasos y más caros deberá crecer la importancia de la nuevas tecnologías para producir nuevas fuentes de energía que permitan mantener el sistema moderno sin depender de los combustibles fósiles y con un impacto aceptable sobre el medio ambiente.

Figura 1 La Energía Fotovoltaica.
Entre las nuevas tecnologías que se están desarrollando, destacan en gran medida los avances que se están llevando a cabo en la conversión de la energía solar. Hasta ahora, la conversión fotovoltaica de radiación solar en electricidad se ha realizado casi exclusivamente con dispositivos de unión de estado sólido (Figura 2), constituidos normalmente por formas dopadasde silicio cristalino o amorfo. Pero a causa de su alto coste relativo, estos dispositivos no han efectuado una contribución significativa al suministro total de energía.

Figura 2

Actualmente están siendo ampliamente investigados otros tipos de dispositivos de generación fotovoltaica, aprovechando el desarrollo y la extensión de nuevos conceptos científicos y tecnológicos, como los polímerosconductores y las nanoestructuras de semiconductores. Aparecen propuestas muy prometedoras para la conversión de energía solar en electricidad, basadas en nuevos materiales, microestructuras complejas y diversos mecanismos físico-químicos de conversión. Estos dispositivos de conversión podrían llegar a proporcionar energía solar más barata a gran escala, ya que emplean materiales de purezamedio-baja y procesos de construcción bastante simples. Aunque hasta ahora no se han logrado eficiencias suficientes para competir en el mercado actual de energía solar, se trata de campos de investigación muy jóvenes y en rápido progreso, con abundantes opciones de futuro.

2. Nanopartículas para la Conversión de la Energía Solar.
La aparición de los nanomateriales como base para la construcción denuevos grupos de captación de energía luminosa ha abierto nuevas maneras de utilizar fuentes de energía renovables en el sector de la energía solar, lo que nos permite ir más allá de lo pensado en el pasado, generando nuevos productos, presentando variantes en productos ya existentes, generando nuevos procesos, haciendo

viables procesos que antes no lo eran y todo esto acompañado con elcuidado de nuestro ambiente. La Nanotecnología consiste en la creación de materiales funcionales, dispositivos y sistemas a través de la manipulación de la materia a escala nanométrica. Un nanomaterial para ser catalogado como tal debe poseer en al menos una de sus dimensiones una longitud inferior a los 100 nanómetros (nm). Pero la Nanotecnología también incluye la explotación de las propiedades yfenómenos ocurrentes a esa escala. Los nuevos sistemas desarrollados con el empleo de nanoestructuras, pueden llegar a ser más eficaces y con ello llegar a tener una gran viabilidad económica y esto es debido a dos factores principales: o Tamaño: Permite tener una enorme área específica (Figura 3) que incrementa substancialmente la energía capaz de captar el sistema y con ello su eficiencia...