Pintura solar: una opción energética real

Las investigaciones para aprovechar la luz del sol no cesan. Y una de ellas es la “solar paint” o pintura solar, una pintura que, además de dar color y protección a las superficies (paredes, puertas, pavimentos, etc.), tiene la capacidad de reaccionar a la luz del sol para producir energía limpia y sostenible. Los científicos y empresas han desarrollado dos tipos de estas pinturas, una que produce electricidad, y una nueva versión que reacciona con el vapor de agua presente en el aire, gracias a la acción de los rayos de sol, y es capaz de generar hidrógeno. Ambas pinturas solares son muy interesantes para aprovechar recursos naturales y generar energía limpia e inagotable.

Imagen: ©Nikitabuida / Freepik

Historia de la pintura solar

La necesidad de encontrar nuevas formas de generar energía limpia y sostenible ha llevado a muchas universidades y empresas a estudiar cualquier posibilidad de conseguirlo. Ya hace casi 10 años, investigadores de la Universidad de Notre Dame, en Indiana, Estados Unidos, publicaron un articulo en el que detallaban sus investigaciones con un nuevo tipo de pintura solar, y las propiedades de esta para la producción de electricidad, como lo hacen las placas solares fotovoltaicas.

Para su desarrollo, se basaron en una pasta sin aglomerante consistente en nanopartículas semiconductoras CdS, CdSe y TiO2. Se aplicó a una superficie del vidrio conductor y se recoció a 473 K. El comportamiento de la fotoconversión de estos electrodos de película semiconductora se evaluó en una célula fotoelectroquímica compuesta por un contraelectrodo de grafeno-Cu2S y una pareja redox sulfuro/polisulfuro. Al realizar la comprobación, se obtuvieron voltajes en circuito abierto de hasta 600 mV y una corriente de cortocircuito de 3,1 mA/cm² con los electrodos CdS/TiO2 – CdSe/TiO2. Además, se obtuvo una eficiencia de conversión de energía que excedía del 1%, para las células solares construidas utilizando el enfoque simple de pincel convencional en condiciones ambientales.

Actualidad

Este tipo de pintura ya ha evolucionado hasta la forma comercial, siendo producida por varias empresas como SolarPaint Ltd. Que ha patentado la “Solar Paint” y la comercializa desde el año 2018. Pero como hemos mencionado antes, hay otra investigación del Instituto Real de Tecnología de Melbourne (RMIT), que ha desarrollado una pintura solar que tiene la capacidad de absorber vapor de agua para producir combustible de hidrógeno. Es una auténtica revolución en el campo de los materiales sostenibles. Una fuente de energía limpia en la pared de tu casa. De hecho, el hidrógeno se considera una de las fuentes de energía limpias del futuro, e incluso ya existen vehículos y trenes que funcionan con hidrógeno. Este estudio está en una fase inicial por lo que este tipo de pintura aún no esta disponible comercialmente.

¿Cómo es la pintura solar?

Hidrógeno

Cuando hablamos de la “Solar Paint” para generación de hidrógeno, y que aún esta en fase de estudio, el compuesto de esta pintura es conformado por “materiales semiconductores denominados CIGS (cobre, indio, galio y selenio)”. Algunos avances y retos de esta propuesta son poder desarrollar “un método de fabricación 10 veces más barato que los paneles actuales” sin embargo, es muy pronto para iniciar su comercialización. Especialistas en el tema indican que aproximadamente en 5 años podrá salir al mercado.

Fotovoltacia

En cuanto a la pintura solar fotovoltaica, el secreto de la tecnología patentada por la empresa SolarPaint Ltd es el uso de “puntos cuánticos”, que son los productores de energía de las nano-partículas. Los puntos cuánticos se suspenden (diluyen) en una mezcla de agua y alcohol, que luego se transforma en la pintura solar. Y se puede usar distribuyéndola sobre cualquier superficie conductora que recolecte energía sin ningún equipo especial. La “red de electrodos” de SolarPaint (de alambres ultrafinos similares a una mosquitera) y el recubrimiento impregnado con nanopartículas de la pintura solar, pueden generar energía solar aplicándola en techos, paredes y, en el futuro, incluso en carreteras. Esta tecnología podría ser un cambio para los paneles solares tradicionales, que tienen una clara restricción en los espacios limitados de la tierra que tradicionalmente ha utilizado a la industria solar.

¿Cómo funciona?

Técnicamente, su funcionamiento se basa en la captación del vapor de agua presente en el aire y condensarlo. Luego, gracias al óxido de titanio, la pintura funciona como semiconductor para la electrolisis por fotocatálisis del agua captada. Es decir, favorece su descomposición en moléculas de oxígeno e hidrógeno. Este hidrógeno puede recolectarse para su uso como combustible en celdas electro-químicas o en motores.

Imagen: playgroundmag.net

Se basa en los avances recientes en la investigación de nanocristales de semiconductores. Ahora se ha desarrollado una pintura solar de una capa para el diseño de células solares de puntos cuánticos. A pesar que se requieren mejoras en la fabricación de la pintura para poder ser utilizada grandes superficies, es un primer paso para células solares de nueva generación y económicamente muy viables. Esta energía alternativa es adecuada para aquellas superficies que no son planas y en las que no pueden colocarse los paneles comunes. Sería el caso de los automóviles o los dispositivos móviles en general.

Beneficios e inconvenientes del Solar Paint

¿Podemos usar la pintura solar en nuestra vivienda?

 Aunque parezca ciencia ficción, la verdad es que es una alternativa que en breve podremos comprar nosotros mismos. Aunque necesitaremos de la ayuda de profesionales para realizar el resto de la instalación que se necesita para aprovecharla, ya que debe haber unos conectores eléctricos que se unan a un inversor, y un cargador y a unas baterías, como en las instalaciones con placas fotovoltaicas. Hablamos de las conexiones eléctricas para almacenarla, convertirla en corriente alterna para la vivienda, etc. No debemos olvidar que las superficies que pintemos con la pintura solar fotovoltaica se comportarán como un panel solar fotovoltaico. Y para aprovecharlos, deben ir acompañados de otros elementos como las baterías, reguladores, inversores, etc..

En cuanto a la Solar Paint de hidrógeno, podemos considerarlo realidad, ya que las investigaciones demuestran que es viable la producción de hidrógeno. Pero tardaremos aún algunos años en poder utilizarla. Y es que el hidrógeno es un gas que debemos capturar una vez generado.  Un paso que aún no está del todo resuelto con la pintura solar.