Un grupo de investigadores del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza, han fabricado una batería fotorrecargable, que puede cargarse hasta el 87% de su capacidad teórica en nueve horas únicamente al ser expuesta a una luz led, sin aportar energía eléctrica externa. El equipo está formado por la investigadora Ramón y Cajal-UNIZAR, Marta Haro Remón, el investigador ARAID-UNIZAR en el INMA, Emilio J. Juárez-Pérez, y por la estudiante de doctorado en el INMA, Isabel Ciria-Ramos.
El sistema se basa en una batería de litio de tipo botón comercial, en la que la carcasa ha sido adaptada para permitir iluminar el material semiconductor responsable de convertir la energía solar en eléctrica. Después del semiconductor se ha depositado una capa de óxido de titanio que permite almacenar la energía eléctrica en electroquímica.
Una vez fotorrecargada, la batería se puede descargar en oscuridad operando como una batería de litio normal. En este trabajo se han utilizado materiales tan sencillos como óxido de cobre y titanio y se ha aportado nueva información del mecanismo de fotorrecarga, lo que va a permitir seguir avanzando en esta tecnología incipiente.
Las celdas solares y las baterías son dos tecnologías muy establecidas en nuestra sociedad, y que se considera que van a tener papel relevante para la transición de un modelo de energía basada en combustibles a uno de emisiones cero de carbono.
Por una parte, las celdas solares permiten convertir la energía solar en eléctrica, mientras que las baterías transforman la energía eléctrica en electroquímica y viceversa, lo que permite el almacenaje de energía para su uso a demanda. Dada la intermitencia de la energía solar, ambas tecnologías trabajan con frecuencia de forma complementaria, y se pueden comprar packs de celda solar y batería en muchas tiendas del hogar.
A pesar de trabajar de forma complementaria, las dos tecnologías están optimizadas para trabajar en condiciones diferentes, pero un único dispositivo monolítico que permita convertir la energía solar en electroquímica para su uso a demanda en forma de energía eléctrica, no está desarrollado todavía.
Este tipo de sistemas tendrían potencial para aplicaciones específicas en que sea necesario reducir el tamaño y peso, ya que permite almacenar y tener la fuente de energía de forma descentralizada, como por ejemplo, para su uso en redes de sistemas conectados por IoT, que permite conectar a Internet desde los objetos domésticos comunes como las bombillas, hasta los recursos para la atención de la salud.
La creación de estos sistemas supone un reto desde los mediados de los años 70, pero en los últimos años se está aumentando notablemente su investigación, debido fundamentalmente, a los avances tecnológicos que requieren una mayor necesidad de energía portátil.
Este trabajo forma parte del proyecto nacional Baterias Fotorecargables y de la línea de investigación iniciada por Marta Haro como investigadora Ramón y Cajal, con su incorporación a la Universidad de Zaragoza en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón.