Casi 200 años después de descubrirlo, un material está a punto de cambiar el mundo

Descubrimiento de la perovskita y su potencial para revolucionar las energías renovables

Nadie sabe quién descubrió la perovskita. A principios del siglo XIX se recogió una muestra del cristal en los montes Urales, en Rusia, antes de llegar al laboratorio del mineralogista alemán Gustav Rose, quien le dio nombre oficialmente en 1839. Él no lo sabía entonces, pero sus extraordinarias propiedades serían aclamadas casi 200 años después por su potencial para revolucionar las energías renovables.

Este descubrimiento comenzó en 2009, cuando unos investigadores japoneses empezaron a trabajar con el material y vieron que reaccionaba a la luz con una pequeña carga eléctrica. El equipo solo fue capaz de lograr una eficiencia de conversión de energía del 3,8% en una superficie diminuta, una fracción de la eficiencia de aproximadamente el 20% de los paneles solares de silicio convencionales, pero la revelación dio lugar a un nuevo campo de investigación.

En 2017, los extraordinarios avances logrados hicieron que los índices de eficiencia superaran ya el 22%, lo que llevó al profesor de física Valy Vardeny, de la Universidad de Utah, a designarlo como “material milagroso”. Otros lo describieron como un “material maravilloso” capaz de alcanzar los ambiciosos objetivos de energía neta cero que se estaban fijando en aquel momento, siempre y cuando el potencial lograra materializarse fuera de un laboratorio.

En mayo de este año se batió un nuevo récord de eficiencia en una célula solar de tamaño comercial, lo que por fin pone al alcance de la mano la producción en serie. El avance lo logró la empresa británica Oxford PV, que estableció un récord mundial de eficiencia del 28,6% con un diseño de perovskita-silicio en tándem que aprovecha ambos materiales para captar energía de distintas partes del espectro solar.

La empresa derivada de la Universidad de Oxford está comercializando la tecnología con el objetivo de iniciar la producción a gran escala en una fábrica de Alemania a finales de este año. Si tiene éxito, los primeros pedidos de clientes se atenderán a mediados de 2024.

“Los actuales paneles solares de silicio alcanzaron sus límites físicos. Tenemos una forma de transformar la eficiencia de estas células solares con la perovskita”, explica Chris Case, director tecnológico de Oxford PV. “No hay ningún milagro en este material: es único, pero es pura ciencia. Los avances materiales no son más que manipulaciones de átomos a escala atómica”.

Case explicó que su empresa tiene previsto aumentar la eficiencia de sus paneles comerciales por encima del 30% en los próximos dos años, y añadió que la tecnología de su empresa servirá tanto para tejados residenciales como para huertos solares. Combinadas con un almacenamiento de baterías adecuado, estas tasas bastarían para satisfacer la demanda energética de los habitantes de zonas de alta densidad.

El límite teórico de esta célula solar multiunión es del 43%, muy superior al 29% del silicio aislado. Los científicos creen que pueden alcanzar aproximadamente el 90% de este límite teórico, con sistemas a pequeña escala que ya alcanzan índices de eficiencia superiores al 33% en condiciones de laboratorio.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante: La perovskita tiene el potencial de revolucionar las energías renovables al aumentar la eficiencia de las células solares y permitir una mayor producción de energía limpia.
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura: La producción en serie de paneles solares de perovskita a alta eficiencia podría impulsar la industria de las energías renovables y fomentar la innovación en el campo de la energía.
• ODS 13: Acción por el clima: El uso de la perovskita en células solares contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático.

El récord lo establecieron investigadores de la KAUST (Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología) de Arabia Saudí, que fijaron la referencia a raíz de las cantidades desmedidas de fondos estatales destinados a tecnologías energéticas limpias para combatir los daños causados por la explotación de las vastas reservas de petróleo del país.

Stefaan De Woolf, director asociado interino del Centro Solar de KAUST, declaró que esforzarse por batir nuevos récords “es fundamental para alcanzar rápidamente los objetivos de energías renovables en la lucha contra el cambio climático”.

A pesar de que la perovskita es el mineral más abundante del planeta —compone el 38% de la masa de la Tierra, aunque la mayor parte está enterrada en las profundidades del manto—, la perovskita utilizada en las células solares se sintetiza en su totalidad a partir de materiales comunes como el bromo y el cloro.

Significa que su producción es mucho más barata que la de las células de silicio. Sin embargo, hasta hace poco los científicos han tenido problemas para conseguir que sea lo bastante duradera como para producirla a gran escala. Su eficacia se degrada con el agua, el calor y el oxígeno, a los que suelen estar expuestos los paneles solares comerciales.

“El mayor reto, con diferencia, es la durabilidad y la fiabilidad”, afirma Case. “Ya tenemos una gran eficiencia, mucho mayor que las células de silicio actuales, así que la mayor parte de nuestra investigación y desarrollo se dedica a mejorar la fiabilidad, no la efici

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con los temas destacados en el artículo:

• Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
• Objetivo 13: Acción por el clima

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• Objetivo 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global.
• Objetivo 9.4: Actualizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles y con mayor eficiencia en el uso de los recursos.
• Objetivo 13.2: Integrar medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales.

3. Indicadores de los ODS mencionados o implícitos en el artículo:

• Indicador 7.2.1: Proporción de la energía renovable en el consumo final de energía.
• Indicador 9.4.1: Valor añadido bruto per cápita, empleo y productividad.
• Indicador 13.2.1: Integración de medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en políticas, estrategias y planes nacionales.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores:

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Fuente: independentespanol.com

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