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Las ventajas del grafeno para la energía fotovoltaica

El grafeno es un material muy versátil con aplicaciones en una amplia variedad de campos

El grafeno es un material muy versátil con aplicaciones en una amplia variedad de campos

Energía Solar
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Enel Green Power participa en el proyecto GRAPES, respaldado por la UE, para investigar nuevas aplicaciones para un material muy versátil llamado grafeno que aumenta la eficiencia de las células solares.

La alianza entre la investigación académica e industrial es fundamental para acelerar la transición energética. Es por eso que Enel Green Power participó en proyectos internacionales enfocados a encontrar soluciones tecnológicas cada vez más eficientes que aprovechen las fuentes renovables.

Un ejemplo es el Core 3 Spearhead Project Grapes, una iniciativa de la Unión Europea que forma parte del Graphene Flagship, un importante proyecto que investiga el uso del grafeno en el que la UE está invirtiendo mil millones de euros.

 

Marina Foti, que dirige el proyecto de Enel Green Power y ha trabajado durante muchos años en la fábrica 3SUN en Catania, fue nombrada recientemente para dirigir GRAPES, que significa Graphene Integrated Perovskite Silicon Tandem Solar Cells.

El grafeno, que comprende una sola capa (monocapa) de átomos de carbono, es un material muy versátil con aplicaciones en una amplia variedad de campos como la electrónica, los sensores, la aeronáutica y, por supuesto, la fotovoltaica. El grupo de investigación liderado por Foti está trabajando específicamente en el uso del grafeno, que tiene la misma fuerza teórica que un diamante y la flexibilidad del plástico, para integrar células de silicona y perovskita.

“Las células de silicona tienen un límite de eficiencia teórico del 29 por ciento y uno práctico del 26 al 27 por ciento”, dice Foti, quien se formó como físico.

La tecnología necesaria para superar estos límites es una celda en tándem o de múltiples uniones en la que dos celdas se superponen y cada una convierte una parte diferente del espectro solar en energía. La celda de silicona convierte el extremo rojo del espectro de luz en energía, mientras que la perovskita absorbe la parte azul y verde, aumentando así la eficiencia.

Beneficios para todo el sector fotovoltaico

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El grafeno puede optimizar el rendimiento y reducir los costos: de hecho, los investigadores están intentando usarlo para reemplazar todo o parte de la plata más cara que se usa en el adhesivo conductor. Según algunos estudios, colocar una capa de grafeno entre las células de silicona y perovskita puede ser la forma ideal de producir una mejora significativa en eficiencia y confiabilidad.

“El desafío es llevar un material bastante inestable a la fase industrial, siendo consciente de que un panel tiene que mantener los mismos niveles de rendimiento durante 30 años”dice Marina Foti, responsable del proyecto GRAPES para Enel Green Power

Los resultados beneficiarán a todo el sector fotovoltaico que, junto con la energía eólica, ha sido la fuerza impulsora detrás de la aceleración de la transición energética - el movimiento para reducir las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con los combustibles fósiles - durante la última década.

 

Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), el costo promedio de generar electricidad durante la vida útil de un sistema fotovoltaico se redujo en un 80% entre 2010 y 2019, en comparación con el 39% de la energía eólica en el mismo período.

Esta reducción ha dado como resultado que las energías renovables se vuelvan ampliamente competitivas en términos de costo o, en ocasiones, incluso más económicas que los combustibles fósiles. La innovación constante puede impulsar aún más la eficiencia con enormes beneficios para el medio ambiente.

Sin embargo, esto no es solo una cuestión tecnológica. El desafío es encontrar un vínculo permanente entre los socios académicos y las empresas que trabajan en este y otros proyectos. Y también es valorar los enfoques interdisciplinarios y multiculturales porque el ímpetu para encontrar nuevas soluciones puede provenir de experiencias y formas de pensar muy diferentes.

El Grupo ha logrado un gran progreso en esta área, la diversidad, como confirmó Foti: “Nuestra Política de diversidad global está considerando una serie de iniciativas prácticas enfocadas en promover la igualdad de oportunidades y la diversidad”.

 

 

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