Una célula solar biohíbrida es una célula solar fabricada utilizando una combinación de materia orgánica ( fotosistema I ) y materia inorgánica. Las células solares biohíbridas han sido fabricadas por un equipo de investigadores de la Universidad de Vanderbilt . [1] El equipo utilizó el fotosistema I (un complejo proteico fotoactivo ubicado en la membrana de los tiles ) para recrear el proceso natural de la fotosíntesis y obtener una mayor eficiencia en la conversión de energía solar. Estas células solares biohíbridas son un nuevo tipo de energía renovable . [2] [3]
Varias capas del fotosistema I recogen energía fotónica, la convierten en energía química y crean una corriente que pasa por la célula. La célula en sí misma está compuesta por muchos de los mismos materiales no orgánicos que se encuentran en otras células solares, con la excepción de los complejos del fotosistema I inyectados, que se introducen y se acumulan durante varios días en la capa de oro. Después de varios días, el fotosistema I se hace visible y aparece como una fina película verde. Es esta fina película la que ayuda y mejora la conversión de energía. Sin embargo, la célula biohíbrida todavía está en fase de investigación.
El equipo de la Universidad de Vanderbilt comenzó a realizar investigaciones sobre la fotosíntesis cuando comenzaron a ver y centrarse en la proteína del fotosistema I. Después de ver lo ampliamente disponible y eficiente que era la proteína en la conversión solar, comenzaron a buscar incorporar y mejorar diferentes tecnologías. El equipo utilizó espinacas como su fuente para el fotosistema I. Se aislaron las membranas tilacoides y luego se sometieron a un proceso de purificación para separar el fotosistema I de la membrana tilacoide. Su investigación dio como resultado una corriente eléctrica muy mejorada (1000 veces mayor) en comparación con las generadas anteriormente por otras células solares. El equipo ha estado reuniendo a un grupo de ingenieros universitarios para ayudar a construir el primer prototipo de la célula solar biohíbrida. El equipo también ha elaborado un segundo diseño del complejo proteico, el fotosistema II.
Comparar las células fotovoltaicas tradicionales con las células solares biohíbridas es difícil. Ambos sistemas realizan la misma tarea: convertir en electricidad la energía captada de los rayos solares. Sin embargo, el método con el que se realiza cada uno es completamente diferente. El resultado final también es diferente: las células fotovoltaicas producen corriente eléctrica, mientras que en las células biohíbridas se produce biomasa o combustibles químicos porque en el proceso interviene la fotosíntesis. [4]
La mayor ventaja de las células solares biohíbridas es que convierten la energía solar en electricidad con una eficiencia de casi el 100%. Esto significa que se pierde poca o ninguna energía a través de la conversión de energía química en energía eléctrica. Estas cifras son excelentes en comparación con la eficiencia de apenas el 40% de las células solares tradicionales. El costo de producción de las biohíbridas también es mucho menor porque extraer la proteína de las espinacas y otras plantas es más barato en comparación con el costo de los metales necesarios para producir otras células solares.
Si bien la eficiencia de las células biohíbridas es mucho mayor, también tienen muchas desventajas. En muchos casos, algunas células solares tienen algunas ventajas sobre una célula solar biohíbrida. Por un lado, las células solares tradicionales producen más energía que la que se logra actualmente con las células biohíbridas. La vida útil de las células solares biohíbridas también es muy corta, durando desde unas pocas semanas hasta nueve meses. La durabilidad de las células resulta ser un problema, en comparación con las células solares actuales que pueden funcionar durante muchos años. [5] [6]