Energía
La energía es lo primero que normalmente viene a la mente cuando se piensa en sostenibilidad. La creciente demanda mundial de energía representa un gran reto, no solo en cuanto a la generación de la energía que necesitamos, sino también en relación con el ahorro, la distribución y el almacenamiento de dicha energía.
Desde la generación de energía hasta los coches eléctricos y los dispositivos móviles, la transición del sector energético europeo desde el uso de combustibles fósiles hasta la producción de energía sostenible requiere varias innovaciones tecnológicas.
Estas incluyen baterías capaces de almacenar cantidades de electricidad cada vez mayores al tiempo que se reduce su peso y coste, así como la generación y transmisión de grandes cantidades de electricidad ecológica, lo que a su vez requiere paneles solares y turbinas eólicas más eficientes. Aquí analizamos el papel decisivo de los nanomateriales a la hora de superar estas dificultades.
¿Cómo se utilizan los nanomateriales y la nanotecnología?
Los nanomateriales se utilizan para desarrollar tipos ya existentes de energía renovable y para descubrir nuevas fuentes de energía. La investigación sobre el rendimiento de las baterías está en marcha y los nanomateriales podrían prorrogar su vida incluso cuando se almacenan durante períodos prolongados de tiempo.
La nanotecnología también podría disminuir el consumo energético de productos como bombillas, en las que polímeros con diseño nanotecnológico podrían aumentar su eficiencia.
Los principales materiales que se están investigando en el ámbito de la energía son, entre otros, materiales basados en el grafeno que son más resistentes que el acero y el diamante, al tiempo que son extremadamente ligeros y flexibles; nanopartículas de silicio no tóxicas que pueden emitir luz y transmitir energía; y nanocelulosa, un compuesto orgánico conductor de la electricidad, ligero y rígido.
Nueva fuente de energía a partir de nanomateriales: termocélulas
Las termocélulas son fuentes de energía nuevas fabricadas con electrodos de nanotubos de carbono que recogen energía térmica de baja temperatura. Gracias a las propiedades de los nanotubos de carbono, las termocélulas pueden generar electricidad de forma continua.
En el futuro, quizás puedan utilizarse para generar energía eléctrica a partir del calor descartado por las plantas químicas, los coches y los parques solares para ahorrar energía y utilizarla de forma más sostenible.
Desarrollo de las energías eólica y solar
La rápida adopción de las energías eólica y solar infunde la esperanza de que la UE, y el mundo, podrán acelerar el abandono de la dependencia de los combustibles fósiles. El coste de ambas tecnologías ha disminuido durante las últimas décadas, al tiempo que ha aumentado su eficiencia. Los nanomateriales han tenido un papel importante en ello y se espera que sigan reduciendo su coste y aumentando su eficiencia en el futuro.
Energía solar
En la actualidad, las células solares basadas en silicio cristalino, también conocidas como células fotovoltaicas, dominan el mercado. Si bien pueden ser altamente eficientes, también presentan algunas limitaciones. La nanotecnología abre la puerta a otras tecnologías, como las células solares de película delgada que utilizan silicio nanocristalino, las células solares sensibilizadas con colorante sensible a la luz que utilizan nanopartículas de dióxido de titanio o las células solares basadas en puntos cuánticos.
Las nanopartículas pueden reducir los costes de fabricación e instalación de los paneles solares, de modo que a las industrias y al público les resulte más barato empezar a utilizarlos.
Para el almacenamiento de la energía, uno de los principales retos de la energía solar, se están probando nanocables semiconductores, cuya exclusiva absorción física de la luz les permite almacenar cantidades mayores de energía que otros materiales.
Energía eólica
Los nanomateriales también pueden utilizarse para mejorar la eficiencia de la energía eólica. Por ejemplo, la utilización de nanotubos de carbono permitiría que los álabes de las turbinas eólicas sean más ligeros y resistentes. A su vez, reducir el peso de los álabes permite utilizar álabes más grandes y generar más energía.