Panel solar inspirado en las alas de la mariposa negra Pachliopta aristolochiae
Actualizado el martes, 8 marzo, 2022
Investigadores del Instituto de Tecnología de California y del Instituto de Tecnología alemán Karlruhe, han diseñado un panel solar inspirado en las alas de la mariposa negra originaria de Asia, los cuales podrían mejorar hasta un 200% la capacidad de absorción de los paneles ordinarios.
Los paneles solares suelen estar formados por células gruesas y pesadas que deben colocarse en cierto ángulo respecto al suelo, con el fin de captar la mayor cantidad de luz solar. Sin embargo, si no son reposicionados, cuando el Sol incide en un ángulo distinto, la producción es significativamente menor.
Por ello, los investigadores han desarrollado este nuevo panel solar inspirado en las alas de la mariposa negra, las cuales analizaron en detalle, y que podría producir mucha más cantidad de energía, ya que, al igual que las alas de la mariposa, el panel capta la luz solar en todo momento.
Para lograr este avance, cuyos resultados se publicarom en “Science Advances”, la investigación partió del estudio de la Pachliopta aristolochiae (Fabricus, 1775) o mariposa negra. El hecho de que esta especie necesite luz para volar, ha derivado en unas alas únicas que tienen la particularidad de absorber la luz solar, pero no solo eso, sino que lo logra en un rango muy amplio, tanto en espectro como en ángulo. Esta cualidad, trasladada a la tecnología solar, permite, por ejemplo, que la absorción se mantenga incluso cuando la luz no impacte de forma directa sobre el panel.
Para descubrir el porqué de tan alto nivel de eficiencia de las alas de dicho insecto, los científicos, dirigidos por el bioingeniero Radwanul Siddique, observaron las alas mediante un microscopio electrónico y crearon un modelo tridimensional de sus nanoestructuras.
Cada ala de la mariposa negra está construida a partir de la superposición de pequeñas escamas, que cubren una superficie llena de agujeros aleatoriamente espaciados, cada uno de los cuales, tiene menos de una millonésima de metro de diámetro y contribuye a dispersar la luz, ayudando a la mariposa a absorber el calor.
“Los agujeros son aleatorios no solo en su distribución, sino también en su forma y tamaño”, explicó Siddique. Y agregó que “empleamos modelos informáticos con los que pudimos descubrir que la posición y el orden de los agujeros eran factores fundamentales para absorber la luz, pero que la forma no era importante”.
Finalmente, con esta información, el equipo científico diseñó unos absorbedores fotovoltaicos inspirados en la estructura natural de nanoagujeros. Hechos en silicio amorfo hidrogenado, estos diseños permitieron combinar la ligereza, la robustez y las propiedades para capturar la luz que se habían observado en las alas de las mariposas.
Por último, el panel solar inspirado en las alas de la mariposa negra, fue testeado. Según concluyen en su estudio, con estas células o paneles, la absorción mejora entre un 90% y un 200%, según el ángulo de incidencia de la luz.
Así pues, los resultados obtenidos en cuanto a absorción muestran el músculo de esta innovación a la que, sin embargo, le queda camino por recorrer. “Sabemos que podemos mejorar aún más las propiedades de acoplamiento del diseño y su capacidad de absorción, mediante la optimización del perfil de grabado”, aseguran los impulsores del estudio que no dudan de su potencial. “La mejora sustancial del rendimiento óptico de estas estructuras y la posibilidad de escalarlas, posicionan esta vía de investigación como candidata prometedora para futuras aplicaciones fotovoltaicas”, añaden.
Fuentes: Cien Radios Mitre y el Campo y Ecoticias
