Lluvia en un panel solar
Crean un dispositivo que genera electricidad a partir del sol y la lluvia de forma simultánea
Ante las limitaciones de las baterías convencionales y la pérdida de rendimiento de los paneles solares en días nublados, esta tecnología propone una solución basada en la sinergia entre sol y lluvia
Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Sevilla (US), ha creado un innovador dispositivo híbrido capaz de captar energía del sol y de la lluvia al mismo tiempo. Se trata de una lámina ultrafina, desarrollada y patentada por el equipo investigador, que no solo protege y prolonga la vida útil de las celdas solares de perovskita –incluso bajo condiciones climáticas adversas–, sino que también permite a nanogeneradores producir más de 100 voltios a partir del impacto de una sola gota de agua, suficiente para alimentar pequeños dispositivos portátiles.
Las celdas solares de perovskita de haluro son dispositivos fotovoltaicos fabricados con materiales sintéticos de estructura cristalina que destacan por su elevada capacidad de absorción de la luz solar. Aunque el silicio continúa siendo la tecnología dominante en el mercado, la perovskita presenta un gran potencial transformador gracias a su alta eficiencia y bajo coste de producción. No obstante, su principal desafío es la degradación y la inestabilidad frente a factores ambientales. Para superar esta limitación, el equipo del ICMS ha empleado tecnología de plasma con el fin de diseñar y depositar una capa protectora de aproximadamente 100 nanómetros sobre las celdas.
Esta lámina actúa, por un lado, como encapsulante químico que mejora la estabilidad del material y optimiza su capacidad de captación lumínica; y, por otro, incorpora una superficie triboeléctrica capaz de generar electricidad mediante el contacto o rozamiento, transformando la energía cinética de las gotas de lluvia en corriente eléctrica.
Los ensayos realizados demuestran que el nuevo recubrimiento puede generar hasta 110 voltios por el impacto de una única gota, suficiente para poner en funcionamiento pequeños dispositivos electrónicos. Además, el sistema es escalable y se produce mediante técnicas sostenibles. Los recubrimientos han mostrado una notable resistencia en entornos extremos, incluida la inmersión en agua, permiten alimentar de forma continua circuitos sencillos como LED y refuerzan la capacidad de los paneles para soportar ciclos de humedad y temperatura.
Según explica la investigadora del ICMS Carmen López, este avance integra en una misma lámina delgada la tecnología fotovoltaica de perovskita con nanogeneradores triboeléctricos, demostrando la viabilidad de combinar ambos métodos de captación energética en un único sistema.
Menor dependencia de baterías
Ante las limitaciones de las baterías convencionales y la pérdida de rendimiento de los paneles solares en días nublados, esta tecnología propone una solución basada en la sinergia entre sol y lluvia. El objetivo es proporcionar autonomía energética a dispositivos electrónicos portátiles e inalámbricos, asegurando su funcionamiento continuo tanto en condiciones soleadas como lluviosas.
El equipo destaca el potencial de esta innovación para sectores vinculados al Internet de las Cosas (IoT), como sensores ambientales (humedad, lluvia o contaminación), sensores estructurales en puentes y edificios, estaciones meteorológicas o aplicaciones en agricultura de precisión.
Asimismo, su implantación en entornos de ciudades inteligentes resultaría viable en sistemas de señalización, alumbrado autónomo o monitorización, ya que el dispositivo resiste condiciones meteorológicas adversas, lluvia, humedad y ciclos térmicos. También podría emplearse en infraestructuras energéticas distribuidas situadas en zonas remotas o de difícil acceso, como estaciones marinas.
En conjunto, el trabajo abre nuevas vías para el desarrollo de sistemas electrónicos autónomos y robustos destinados a operar en exteriores. La investigación subraya además el potencial de los recubrimientos obtenidos mediante técnicas de plasma como soluciones multifuncionales capaces de proteger dispositivos sensibles y de recolectar energía de diversas fuentes ambientales, como los denominados paneles híbridos sol-lluvia o rain panels.
Estos resultados se enmarcan en los proyectos 3DScavenegrs, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant), y Drop Ener, cofinanciado con fondos Next Generation, que han impulsado el desarrollo de nanogeneradores triboeléctricos de gotas de lluvia protegidos mediante la patente Energy Harvesting Device.
