Aprovechamiento de la luz solar mediante celdas fotoelectroquímicas

El sol como fuente de energía natural ha sido aprovechado ampliamente a partir de distintas tecnologías, en la actualidad las más utilizadas para la generación eléctrica son la fotovoltaica (paneles solares) y la de concentración (calefacción y calentamiento de agua). Sin embargo, existen otras tecnologías en desarrollo que ameritan una especial atención. Es el caso de las celdas fotoelectroquímicas, basadas en materiales nanocristalinos. Este método sigue en investigación con el fin de obtener sistemas de bajo costo y que sean accesibles a la mayoría de la población.

La necesidad de obtener nuevas fuentes de energía frente al agotamiento paulatino de los combustibles fósiles, además de contribuir con los compromisos de reducción del calentamiento global, permitió retomar las investigaciones relacionadas con la fotoelectroquímica y sus aplicaciones, que quedaron relegadas por estudios sobre tecnologías de mayor aceptación.

El nacimiento de esta tecnología toma como base los estudios realizados sobre procesos fotoeléctricos, desarrollados en el ámbito de la fotografía a partir de 1839, que empleaban dispositivos de estado sólido. En estos trabajos, la solución de iluminación contiene sal de metal de haluro, la misma que produce una corriente entre dos electrodos de platino sumergidos en electrolito. El efecto fotoelectroquímico fue descubierto con el fin de aprovechar esta corriente y convertirla en energía eléctrica o para generar combustibles como el hidrógeno, utilizando para ello un proceso químico.

Las investigaciones de las celdas fotoelectroquímicas se centran en dos tipos: las células regenerativas basadas en la conversión de la luz en energía eléctrica sin ningún cambio químico, y las fotosintéticas, que tienen un principio de operación similar, sin embargo trabajan con dos sistemas de reacción química, redox (reacción de reducción y oxidación).

Las ventajas de usar estas celdas es que no contaminan el ambiente, tienen bajo costo, aprovechan de manera segura la radiación solar y gracias a su diseño compacto son capaces de almacenar energía a través de baterías. Entre sus desventajas está la fragilidad por estar construidas con vidrio, además, cuentan con un perfil de cobre que puede oxidarse debido a las condiciones del ambiente y el paso del tiempo. Adicionalmente, es una tecnología que no ha llegado a su madurez absoluta y continúa en proceso de desarrollo.

La fotoelectroquímica es un claro ejemplo de tecnología que representa una alternativa al aprovechamiento de fuentes renovables con fines de generación eléctrica y que requiere el apoyo técnico y económico para continuar con su investigación, para que se consolide y provea beneficios tangibles a la sociedad. (O)