De lingotes de silicio a moldes: así quieren conseguir que la energía solar sea más barata que el carbón

El silicio es un material fundamental en los paneles solares. Después de ser tratado, presenta forma de lingote. Para obtener las celdas solares, dicho lingote se corta en finas láminas u obleas que, después de ser tratadas de nuevo, forman los paneles solares que conocemos hoy en día. ¿Y si un cambio en el proceso consiguiese abaratarlo un 20%?

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Investigadores estadonidenses desarrollan un parabrisas que produce electricidad con la lluvia y el viento

El efecto triboeléctrico es aquel por el que se produce electricidad cuando dos materiales entran en contacto, y es el tema principal que están tratando un grupo de investigadores del Georgia Institute of Technology de la Universidad de Atlanta en Estados Unidos. Desarrollan un vidrio capaz de producir electricidad que puede aplicarse, por ejemplo, en los parabrisas de un automóvil.

Celdas solares menos reflectantes inspiradas en los ojos de las polillas

Imitar las estrategias de la naturaleza suele ser el camino más corto hacia el éxito ante algunos problemas. Desde hace unos años, científicos japoneses y estadounidenses trabajan en copiar la estructura de los ojos de las polillas para reducir la reflexión de ciertos materiales, una solución muy interesante a la hora de construir celdas solares más eficientes.

Investigador de la Universidad Católica de Chile crea un dispositivo para optimizar uso de calefactores solares

Carl Lüders, investigador de la Universidad Católica de Chile es el autor de un dispositivo que optimiza recursos energéticos en el calentamiento de agua. Desde hace cinco años, Carl Lüders, académico del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Católica (UC), está desarrollando una tecnología que optimiza el uso de agua caliente proveniente de calefactores solares, de uno de los techos de la Escuela de Ingeniería UC.

Se trata de un dispositivo que “optimiza el uso energético mezclando selectiva y gradualmente el fluido proveniente de un calefactor solar, un calefactor convencional (calderas, termos o calefón que usen energías tradicionales o combustibles fósiles) y agua fría de la red, entregando en forma continua el fluido a una temperatura y caudal regulado por el usuario” explica el investigador.

Motivado por facilitar y optimizar el uso del sistema de calefacción solar en períodos de baja radiación solar, diseñó un dispositivo consistente en una llave de paso de cuatro vías -tres de entrada y una de salida- que de manera fácil e intuitiva regula la temperatura a medida que se gira en el sentido de los punteros del reloj, reduciendo a una cantidad mínima el agua necesaria proveniente del calefactor convencional.

Lüders comenta que la tecnología fue ideada para uso domiciliario, no obstante, la Escuela de Ingeniería de la UC está evaluando cómo extenderla al área industrial.
Destaca que el sistema permitiría a los usuarios no depender totalmente de los calefactores convencionales en épocas del año en que la energía solar no es capaz de aumentar lo suficiente la temperatura del agua, lo que provoca que sean reemplazados por los convencionales.

A mediados de 2009, el investigador se adjudicó el “Concurso de Patentamiento” de la Vicerrectoría de Investigación Académica de la UC, que busca apoyar a los académicos en la protección de los derechos de propiedad industrial de sus invenciones, beneficiando a la sociedad con estos avances al incentivar su transferencia hacia el sector productivo.

Por ello, en mayo de 2014, comenzó el proceso para formalizar la patente del dispositivo en el país. En tanto, entre octubre y noviembre de este año inició la gestión para patentar esta invención en el extranjero, a través del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT).

Fuente: www.df.cl

Logran desarrollar la primera batería de grafeno por impresión 3D

Una pareja de investigadores del centro Graphene 3D Lab de Nueva York, Elena Polyakova y Daniel Stolyarov, ha logrado crear el primer prototipo funcional de una batería de grafeno impresa en 3D y que es capaz de producir un voltaje comparable con el de una batería común de litio de tipo AA. 

Los científicos han logrado imprimir estas baterías con una mezcla de plástico térmico y grafeno, que es 200 veces más fuerte que el acero, y conduce electricidad 30 veces más rápido que el silicio, con la particularidad de que este material podría ser usado en una impresora 3D convencional.
Estas nuevas baterías podrían remplazar en un futuro a todas las fuentes de energía de los aparatos electrónicos portátiles, según explican los creadores.
Los materiales de grafeno mejorado se pueden utilizar dentro de cualquier impresora 3D estándar FDM  para fabricar una batería que puede ser incorporado en un objeto impreso en 3D durante el proceso de construcción.
 
BATERIA 3D
Estos filamentos poseen propiedades funcionales que incluyen la conductividad térmica y eléctrica. La clave para alimentar cualquier objeto electrónico es tenerlo conectado a una fuente de alimentación. Actualmente las baterías impresas en 3D de grafeno  pueden producir la misma cantidad de energía que una batería AA común, la cual podría proporcionar fácilmente la electricidad suficiente para alimentar pequeños transmisores o sensores.

La batería de grafeno impresa en 3D puede superar a una batería convencional debido a su forma, tamaño y especificaciones, que se puede ajustar libremente para ajustarse al diseño particular de un dispositivo.

Daniel Stolyarov, director de Tecnología y cofundador de Graphene 3D Lab, espera que la compañía ofrezca a los filamentos de grafeno mejorado a los consumidores a finales de este año, para que puedan imprimir sus propias baterías.
A largo plazo, Graphene 3D Lab planea construir una impresora 3D plug-and-play a medida.
 
Fuente: www.imprimalia3d.com
 

La Universidad Nacional de La Plata lidera desarrollos a partir de concentradores solares

Investigadores de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de Universidad Nacional de La Plata (UNLP) lideran innovadores desarrollos científicos a partir del uso de altas concentraciones de energía solar. Los proyectos, que emplean un motor Stirling; vapor por sales fundidas y energía fotovoltaica, permitirán a corto plazo transferir la tecnología a la producción en serie del sector industrial de nuestro país.

Desde la década del ochenta, el mundo globalizado e industrial vive una constante crisis en el abastecimiento de energía eléctrica. El creciente desarrollo tecnológico, sumado a la merma en la explotación de los recursos tradicionales como petróleo, carbón y gas, y la creciente conciencia de aplicar conceptos de energías limpias, ha volcado a los países del primer mundo a la búsqueda de nuevas fuentes energéticas renovables y alternativas.
La energía eólica, mareomotriz, geotérmica y de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros).
La biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros). La biomasa está en desarrollo y con fuertes aplicaciones, pero la que más se utiliza en Europa y EEUU en el campo de la investigación, y en la aplicación industrial rápida, de usos poblacionales urbanos y habitacionales, es sin duda, la energía solar.
A partir de la premisa que indica que la energía solar es de gran alcance y rápida transferencia al medio productivo, expertos de la Universidad Nacional de La Plata llevan adelante una serie de proyectos de Sistemas Ópticos Concentradores en la aplicación de altas y medias temperaturas, para ello utilizan un motor Stirling; vapor por sales fundidas y energía fotovoltaica. La energía solar se divide en temperaturas bajas (80 a 120ºC), medias (150 a 300ºC) y altas (400 a 1.200ºC).
Luis Martorelli, licenciado en Astronomía y a cargo de las tres investigaciones que lleva adelante la Facultad, indicó a Argentina Investiga que “en las últimas décadas, la creciente demanda del sector industrial y de la población de nuestro país ha generado récords de consumo energético ya que ha superado los 40 mil kw/h, de manera que ha evidenciado serios problemas de abastecimiento en el suministro de energía eléctrica”.
El investigador aclaró que los distintos proyectos se encuentran en la etapa de desarrollo y todos tienen como condición prioritaria que deberán realizarse con materiales y tecnología netamente nacional. Y detalló: “El sistema de altas temperaturas con colector óptico parabólico con motor Stirling pretende alcanzar los 800 a 900ºC y generar 4 kw/h”. 
Este proyecto es motorizado por el ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación junto con la UNLP, la Universidad Nacional de Catamarca, el Instituto Universitario Aeronáutico de Córdoba y la empresa Industrial Belgrano SA. En este caso, la radiación solar es concentrada mediante espejos cóncavos y la alta temperatura alcanzada en el foco de concentración se convierte en trabajo mecánico mediante una máquina térmica (una máquina que funciona entre una fuente caliente y una fría). El trabajo efectuado por el motor es luego convertido en energía eléctrica por un generador lineal. Este sistema puede ser utilizado en forma individual para alimentar una vivienda familiar, o en forma de planta solar de módulos para alcanzar en serie valores más elevados de producción eléctrica.
El segundo proyecto que lleva adelante el Laboratorio de Óptica de la Facultad (LOCE) junto con el Centro de Investigación de Metrología y Calidad (CEMECA), perteneciente a la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia (CIC), apunta al desarrollo de un sistema Colector Cilíndrico Parabólico (CCP) para la generación de vapor a través de sales fundidas y aceites calóricos sobre una turbina de vapor con temperaturas de 400ºC. Este desarrollo, si bien requiere de un importante espacio físico para la instalación de los colectores, es el más viable a nivel tecnológico. 
Martorelli ejemplificó: “Para alimentar de energía eléctrica unas mil casas se necesitaría colocar colectores cilíndricos parabólicos en un campo de 12 mil metros cuadrados, es decir, en toda una manzana”. 
La tercera instancia consiste en el desarrollo de un Horno Óptico Solar (HOS) de muy altas temperaturas (1.300 a 2.000ºC) para aplicaciones metalúrgicas y vitrificantes.

 
Fuente: www.argentinainvestiga.edu.ar