El dispositivo creado por investigadores de la Universidad de Ohio State es una célula solar y, al mismo tiempo, una batería recargable.O, como ellos la han definido en un artículo publicado en Nature Communications, es la primera batería solar del mundo.
Actualmente, existen dispositivos que reúnen en el mismo lugar un pequeño panel fotovoltaico y una batería de almacenamiento, pero no es el caso de éste. Aquí la hibridación es total. El panel es la batería y la batería es el panel.
Las claves para haber desarrollado esta batería solar, que se recarga con nada más que luz y aire, son, primero, un panel de malla solar que permite que el aire pueda penetrar en la batería, y segundo, un proceso especial para tranferir electrones entre el panel solar y el electrodo de la batería. En el interior del dispositivo, la luz y el oxígeno permiten diferentes reacciones químicas que cargan la batería.
Yiying Wu, profesor de química y bioquímica en Ohio State y autor principal del trabajo, cree que el invento ayudará a abaratar los costes de la energía renovable en un 25 por ciento. "Actualmente se usa un panel solar para capturar la luz, y luego una batería barata para almacenar la energía", dijo Wu, "nosotros hemos integrado las dos funciones en un solo dispositivo".
¿Cómo funciona?
Durante la carga, la luz incide en el panel de malla solar creando electrones. Dentro de la batería, los electrones se encargan de descomponer el peróxido de litio en iones de litio y oxígeno. El oxígeno se libera en el aire, y los iones de litio se almacenan en la batería de litio como metal después de capturar los electrones. Cuando la batería se descarga, consume químicamente el oxígeno del aire y vuelve a formar el peróxido de litio.
Al mismo tiempo, un aditivo de yoduro en el electrolito actúa como un "mensajero" que transporta electrones entre el electrodo de la batería y el panel solar de malla.
La malla pertenece a una clase de dispositivos llamados células solares sensibilizadas por colorante, ya que los investigadores usaron un colorante rojo para sintonizar la longitud de onda de la luz que captura. Primero el colorante fue un compuesto de rutenio, pero desgraciadamente se consumió en apenas 8 horas de carga y descarga, una vida cortísima para una batería. Entonces, los científicos optaron por otro semiconductor rojo, mucho más resistente y común, el óxido de hierro, es decir, la herrumbre.
El recubrimiento de la malla solar con este óxido permitió que la batería se cargara con luz solar, manteniendo su color rojo. Sobre la base de las primeras pruebas realizadas, Wu y su equipo piensan que la vida de su batería solar (aún a la espera de patente) será comparable a las baterías recargables que ya hay en el mercado.
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