A primera vista parecen agujas invisibles, extremadamente delgadas y diminutas como una milésima parte de un cabello humano. Un grupo de investigadores españoles ha creado nanoagujas ultranegras que absorben hasta el 99,5% de la radiación solar que reciben, una cifra récord que no sólo marca un récord óptico, sino que aumentará la eficiencia de las plantas solares térmicas.
Hecho en Euskadi. El descubrimiento procede del grupo de Propiedades Termofísicas de Materiales de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). Allí, los investigadores han diseñado una superficie compuesta de nanoagujas de cobaltato de cobre (un óxido mixto de cobre y cobalto) con propiedades ópticas excepcionales. Su tono ultra negro y su resistencia a la humedad y altas temperaturas lo hacen ideal para receptores solares de torre.
Según las pruebas, el material consigue una absorción del 99,5% de la luz solar, superando al silicio negro (95%) y a los nanotubos de carbono (99%). «Buscamos materiales ultranegros para torres solares más eficientes» destacado investigador Íñigo González de Arrieta.
Un cambio para la energía solar. En las plantas de energía termosolar (CSP), cientos de espejos reflejan y concentran la luz solar hacia una torre central. Allí, el calor se utiliza para fundir sales que retienen la energía térmica y permiten generar electricidad incluso cuando el sol ya se ha puesto.
La clave está en aprovechar cada fotón: si el material receptor refleja parte de la luz, esa energía se pierde. Y aquí es donde entran en juego las nuevas nanoagujas.
Hasta ahora, el material más utilizado era el silicio negro, con un nivel de absorción del 95%. Las nuevas nanoagujas, en cambio, podrían elevar esa cifra significativamente y, con ello, hacer más competitiva y rentable la energía termosolar, una de las fuentes limpias más prometedoras en países como España.
Más allá del negro más negro. Los nanotubos de carbono parecían imbatibles: oscuros como el vacío, capaces de atrapar casi toda la luz. Pero tenían un enemigo invisible: el calor y la humedad los deterioraban rápidamente.
Las nanoagujas de cobaltato de cobre, desarrolladas por el equipo vasco, aguantan lo que sus predecesoras no pudieron. Soportan temperaturas superiores a los 700 grados sin perder efectividad y, además, son más estables. En las torres solares, esa diferencia se puede traducir en más energía y menos mantenimiento.
Un verdadero impacto. El Dr. Renkun Chen, de la Universidad de California en San Diego, está colaborando con el equipo vasco y el Departamento de Energía de Estados Unidos para estudiar la viabilidad de aplicar nanoagujas a plantas solares industriales. “Observamos que estas nanoagujas funcionaban mejor que los nanotubos de carbono utilizados hasta ahora, y que su rendimiento aumentaba cuando se recubrían con óxido de zinc”. Chen explicó..
Sin embargo, el propio González de Arrieta matiza que aún queda camino por recorrer: las próximas pruebas a escala piloto determinarán si el proceso es económicamente viable y si el material se puede producir industrialmente sin perder sus propiedades ópticas.
Más oscuro, más brillante. Las nanoagujas ultranegras son un ejemplo de cómo la nanotecnología aplicada a la energía puede tener un impacto directo en la sostenibilidad global. El equipo de la UPV/EHU tiene previsto seguir desarrollando nuevos compuestos con mejor conductividad térmica y óptica, diseñados para resistir los retos de las futuras torres solares.
Promocionar esta energía renovable ofrece muchas ventajas: es totalmente limpia y también se puede utilizar cuando no brilla el sol”, recordó González de Arrieta. Y si todo va como se espera, el futuro de la energía solar podría ser, paradójicamente, más oscuro que nunca.
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