La mayoría de los paneles solares son sólidos, lo que bloquea la entrada de aire a la celda y dificulta el funcionamiento de la batería en el interior. Los investigadores de OSU crearon un panel solar de malla que permite que el aire llegue a la batería. Una vez que el aire está en la batería, los electrones se pueden transferir desde el panel solar al electrodo de la batería. La luz y el oxígeno ingresan al dispositivo y facilitan las reacciones químicas que cargan la batería.
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El panel solar de malla está hecho de gasa de titanio, que crece a lo largo de varillas verticales de dióxido de titanio. Las varillas captan la luz del sol, mientras que la gasa permite el flujo de aire. La célula solar está conectada a la batería con tres electrodos en lugar de cuatro. El panel solar de malla es un electrodo, una fina lámina de carbono poroso forma el segundo electrodo y una placa de litio se convierte en el tercer electrodo. Se incrustan capas de electrolitos entre cada electrodo, lo que les da a los electrones un camino para cruzar.
La batería solar pasa por tres pasos para aprovechar la energía del sol: primero, la luz toca el panel solar y produce electrones. Luego, dentro de la batería, los electrones ayudan a descomponer químicamente el peróxido de litio, creando iones de litio y oxígeno. Finalmente, el oxígeno se une al aire y la batería almacena los iones de litio como litio metálico, una vez capturados los electrones.
Cada vez que la batería se descarga, toma oxígeno para crear más peróxido de litio y el proceso continúa. Los investigadores descubrieron que casi el 100 por ciento de los electrones fueron capturados, a diferencia del 80 por ciento capturado por los paneles solares tradicionales. La eficiencia mejorada debería hacer que el nuevo híbrido de panel solar y batería sea más atractivo para los compradores. Los nuevos paneles también son mucho más baratos de fabricar. Uno de los científicos detrás del proyecto, Yiying Wu, profesor de química y bioquímica en el estado de Ohio, dice que han reducido el costo en un 25 por ciento.
"Lo último en tecnología es utilizar un panel solar para capturar la luz y luego utilizar una batería barata para almacenar la energía", dijo Wu. “Hemos integrado ambas funciones en un solo dispositivo. Cada vez que puedas hacer eso, reducirás los costos”.
El Departamento de Energía de Estados Unidos financia el proyecto de investigación y sus creadores dicen que planean otorgar licencias de la tecnología a la industria de paneles solares. La nueva batería solar podría terminar pronto en hogares y empresas.
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