Un emisor térmico permite reducir la temperatura diurna de las obleas de silicio en 14 grados centígrados

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Científicos españoles afirman haber creado un nuevo material bidimensional que puede reducir el calor en dispositivos electrónicos que sufren un calentamiento crítico durante su funcionamiento, como los módulos solares.

El artículo “A Self-Assembled 2D Thermofunctional Material for Radiative Cooling”, publicado en la revista Small, describe el material como una solución económica hecha de una sola capa de microesferas de sílice autoensambladas sobre un vidrio sodocálcico. El material, desarrollado por investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, se dice que reduce significativamente el calor al enfriar la superficie sobre la que se coloca. El enfriamiento ocurre, dicen los científicos, sin consumo de energía ni emisiones de gases.

Los investigadores afirman que su emisor térmico translúcido les ha permitido reducir la temperatura diurna de una oblea de silicio en unos 14 grados centígrados y, además, la reducción puede alcanzar los 19 grados centígrados si la estructura del material se respalda con una capa de plata. Según los científicos, tanto la emisividad de la estructura coloidal de una sola capa del material como su poder de enfriamiento radiativo pueden también aumentarse utilizando un sustrato a granel de f-SiO2 (dióxido de silicio).

Sin el nuevo material, este enfriamiento alcanza los 5 grados centígrados, según los científicos que lo desarrollaron. “La potencia de enfriamiento de este simple refrigerador radiativo bajo la luz solar directa es de W/m2 cuando se aplica a superficies calientes con temperaturas relativas de 50 K por encima de la temperatura ambiente”, afirma el documento.

¿Cómo funciona el enfriamiento radiativo?

La refrigeración radiante es el principio por el que todos los objetos de la Tierra tienden a emitir parte del calor que reciben de la radiación infrarroja del sol. La atmósfera empuja ese calor de vuelta a la Tierra, excepto las longitudes de onda infrarrojas, que pueden escapar de la atmósfera. Lo que los científicos afirman haber creado es un material que emite longitudes de onda infrarrojas.

“Los granos de arena en los desiertos están entre los principales contribuyentes a este fenómeno, que mantiene estable la temperatura media de nuestro planeta sin considerar las actividades humanas”, dice el equipo español.

La investigación sobre el enfriamiento radiativo de las células solares ha aumentado en los últimos años. En un estudio reciente sobre el tema se afirmaba que era imperativo investigar el efecto de la refrigeración por radiación mejorada en las células solares utilizadas en la energía fotovoltaica comercial. No obstante, sus autores afirmaron que tales estudios habían producido poco retorno hasta la fecha. “Los resultados de la simulación revelaron que la temperatura de la célula solar solo podía reducirse en 1,75 K en el mejor de los casos”, dijeron.

Acerca de esta nueva técnica, uno de los autores del nuevo estudio afirma que es fácilmente escalable y su aplicación a las actuales tecnologías resultaría sencilla: “La técnica no es difícil de escalar y podría aplicarse a la fabricación comercial a corto plazo”, ha dicho a pv magazine el Dr. Álvaro Blanco.