Avance Tecnológico en Células Solares y su Contribución a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Un equipo de investigación del University College London (UCL) ha desarrollado una célula solar de perovskita con una eficiencia sin precedentes para la captación de luz interior. Este avance representa una solución directa a la problemática medioambiental generada por las baterías desechables y se alinea estratégicamente con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas.

El Problema de las Baterías Desechables: Un Obstáculo para el ODS 12

La dependencia global de baterías desechables para alimentar miles de millones de dispositivos electrónicos de bajo consumo constituye una práctica insostenible que contraviene los principios del ODS 12: Producción y Consumo Responsables. El ciclo de vida de estas baterías genera impactos negativos significativos:

• Generación de Residuos: Contribuyen al aumento de los residuos electrónicos, cuya gestión es compleja y costosa.
• Contaminación Química: La lixiviación de metales pesados y químicos tóxicos de las baterías desechadas contamina el suelo y las fuentes de agua, afectando directamente al ODS 6: Agua Limpia y Saneamiento y al ODS 15: Vida de Ecosistemas Terrestres.
• Agotamiento de Recursos: Su fabricación requiere la extracción de recursos no renovables, en un modelo de producción lineal contrario a la economía circular promovida por el ODS 12.

Innovación al Servicio de la Energía Limpia (ODS 7 y ODS 9)

La nueva tecnología de células solares de perovskita aborda estos desafíos, posicionándose como un pilar para la consecución de metas energéticas y de innovación.

Características de la Nueva Célula Solar

El equipo de investigación, liderado por el Dr. Mojtaba Abdi-Jalebi, ha optimizado el material de perovskita para que su composición química se ajuste específicamente a las longitudes de onda de la luz artificial, como la iluminación LED común en hogares y oficinas. Este desarrollo es un claro ejemplo de progreso hacia el ODS 7: Energía Asequible y no Contaminante, al permitir la generación de energía limpia a microescala, y fomenta la ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura, al crear una infraestructura tecnológica más resiliente y sostenible.

Superación de Barreras Técnicas

Un desafío clave de la perovskita eran los defectos en su estructura cristalina (“trampas”) que reducían la eficiencia y la durabilidad. El equipo implementó una solución innovadora mediante un proceso de dos pasos:

1. Tratamiento con Cloruro de Rubidio: Se introdujo este compuesto para promover un crecimiento más uniforme de los cristales, minimizando las tensiones internas.
2. Aplicación de Sales Orgánicas: Se añadieron dos sales de amonio (yoduro de N,N-dimetiloctilamonio y cloruro de fenetilamonio) para estabilizar los iones y pasivar los defectos, “reparando” la estructura cristalina y mejorando el flujo de electrones.

Resultados e Implicaciones para un Futuro Sostenible

Los resultados obtenidos en laboratorio demuestran el potencial transformador de esta tecnología para avanzar hacia un modelo de consumo más responsable.

Eficiencia y Durabilidad Récord

• Eficiencia de Conversión: La célula solar alcanzó una eficiencia del 37,6% bajo condiciones de luz interior (1000 lux), estableciendo un nuevo récord mundial y siendo aproximadamente seis veces más eficiente que las tecnologías comerciales actuales.
• Estabilidad Operacional: En pruebas de estrés (300 horas bajo luz intensa y 55 °C), el dispositivo retuvo el 76% de su rendimiento inicial, demostrando un avance significativo en su durabilidad.

Impacto Directo en la Sostenibilidad y el ODS 12

La adopción de esta tecnología podría eliminar la necesidad de baterías desechables en una vasta gama de dispositivos, contribuyendo directamente a las metas del ODS 12.

• Potenciales Aplicaciones: Teclados, mandos a distancia, alarmas, sensores del Internet de las Cosas (IoT) y otros componentes electrónicos de bajo consumo.
• Ventajas Adicionales:
  • Bajo Costo: Utiliza materiales abundantes en la Tierra.
  • Fabricación Sencilla: El proceso de producción es simple y escalable, similar a la impresión de un periódico.

El equipo de UCL ya está colaborando con socios industriales para escalar la producción y comercializar esta tecnología. Su implementación masiva podría reducir drásticamente los residuos electrónicos, disminuir la contaminación y promover un ecosistema tecnológico alineado con los principios de la economía circular y los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante

  El artículo se centra en el desarrollo de una nueva célula solar que genera electricidad a partir de luz interior. Esto se alinea directamente con el ODS 7, que busca garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna. La tecnología utiliza perovskita, un material de “bajo coste” y “abundante en la Tierra”, lo que la hace potencialmente asequible. Además, al ser una forma de energía solar, es una fuente de energía limpia y renovable.

• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

  El desarrollo de esta célula solar es un claro ejemplo de innovación tecnológica y científica. El artículo destaca la investigación realizada por el University College London (UCL) para “aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica”. La posible aplicación comercial y la colaboración con “socios industriales para explorar estrategias de ampliación y despliegue comercial” conectan directamente con el objetivo de promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación.

• ODS 12: Producción y consumo responsables

  Uno de los principales beneficios de esta tecnología es su potencial para eliminar la dependencia de las baterías desechables, descritas en el artículo como una “práctica insostenible”. Al reemplazar las baterías en “miles de millones de dispositivos”, esta innovación contribuye directamente a la reducción de la generación de desechos, un pilar fundamental del ODS 12, que promueve modalidades de consumo y producción sostenibles.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

1. Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

   La tecnología descrita crea una nueva vía para aprovechar la energía solar (una fuente renovable) en entornos interiores, donde los paneles convencionales son “prácticamente inútiles”. Al permitir que dispositivos de bajo consumo se alimenten de luz ambiental, se aumenta el uso de energía renovable en aplicaciones cotidianas, contribuyendo a esta meta.

2. Meta 7.3: Duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.

   El artículo destaca un “récord mundial” de eficiencia para este tipo de tecnología, señalando que las nuevas células “convierten el 37,6 % de la luz interior… en electricidad”. Esta mejora radical en la eficiencia de conversión de energía para aplicaciones de interior es un avance significativo que se alinea con el objetivo de mejorar la eficiencia energética global.

3. Meta 9.5: Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales.

   Todo el artículo se basa en los resultados de una investigación científica publicada en la revista Advanced Functional Materials. El desarrollo de una solución innovadora para superar los defectos de la perovskita y el esfuerzo por llevar esta tecnología al mercado demuestran un claro avance en la investigación y la capacidad tecnológica, en línea con esta meta.

4. Meta 12.5: De aquí a 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.

   El objetivo explícito de la tecnología es hacer “obsoletas las baterías en miles de millones de dispositivos”. Al proponer una alternativa duradera a las baterías desechables, el artículo se enfoca en la prevención de residuos en su origen. Esto aborda directamente la meta de reducir la generación de desechos, ya que eliminaría la necesidad de producir y desechar constantemente baterías.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

• Indicador relacionado con la Meta 7.3 (Eficiencia energética)

  El artículo proporciona un indicador cuantitativo muy específico: la eficiencia de conversión de energía del 37,6 % bajo luz interior (a 1000 lux). Aunque no es un indicador oficial de los ODS a nivel nacional, este dato sirve como una métrica directa para medir el progreso tecnológico hacia una mayor eficiencia energética en el campo de la recolección de energía ambiental.

• Indicador relacionado con la Meta 12.5 (Reducción de desechos)

  El artículo menciona de forma implícita un indicador clave: el número de dispositivos que podrían dejar de usar baterías desechables. Se hace referencia a “miles de millones de dispositivos” y a una “amplia gama de dispositivos domésticos y personales” (teclados, mandos a distancia, alarmas, sensores). El seguimiento de la adopción de esta tecnología y la consiguiente disminución en la venta y desecho de baterías desechables sería una forma tangible de medir el progreso hacia la reducción de residuos.

• Indicador relacionado con la Meta 9.5 (Investigación e innovación)

  La publicación del estudio en una revista científica de alto impacto (Advanced Functional Materials) y el establecimiento de un “récord mundial” de eficiencia son indicadores implícitos del avance en la investigación y el desarrollo (I+D). Además, las “conversaciones con socios industriales” para la comercialización de la tecnología pueden ser un indicador del paso de la investigación a la aplicación industrial.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores

Fuente: es-us.noticias.yahoo.com