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PUNTOS CUANTICOS EN UN BOSQUE DE NANOCABLES ¿LA RECETA PARA UNA CELULA SOLAR OPTIMA?

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Usar partículas exóticas llamadas puntos cuánticos como la base de una célula fotovoltaica no es una idea nueva, pero los dispositivos de este tipo creados hasta ahora aún no convierten la luz solar en energía eléctrica con una eficiencia lo bastante alta. Un nuevo enfoque propuesto por un equipo de investigadores, insertar los puntos cuánticos en un bosque de nanocables, promete brindar una mejora significativa.

Los sistemas fotovoltaicos basados en diminutos puntos cuánticos coloidales tienen varias ventajas potenciales respecto a otros enfoques para crear células solares: Los puntos cuánticos se pueden fabricar mediante un proceso que funciona a temperatura ambiente, ahorrando energía y evitando complicaciones asociadas al procesamiento a alta temperatura del silicio y otros materiales tradicionalmente usados en sistemas fotovoltaicos. Los puntos cuánticos se pueden crear a partir de materiales baratos y abundantes que no requieren una purificación notable, como sí la necesita el silicio. Y es factible aplicar puntos cuánticos a una amplia gama de materiales baratos e incluso flexibles para substratos, como por ejemplo plásticos ligeros.
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Sin embargo, al diseñar estos dispositivos, surge un conflicto grave. Existen dos necesidades contradictorias para obtener un sistema fotovoltaico eficaz: Se necesita que la capa absorbente de una célula solar sea delgada para que permita que las cargas pasen con facilidad de los sitios donde se absorbe la energía solar hasta los cables que trasmiten la corriente. Pero también se necesita que sea lo bastante gruesa como para absorber la luz de manera eficiente. Mejorar el rendimiento en una de estas áreas tiende a empeorar el de la otra.

Ahí es donde puede ser útil añadir nanocables de óxido de zinc. Estos nanocables tienen la conductividad suficiente para extraer cargas con facilidad, y son lo bastante largos como para brindar la profundidad necesaria para la absorción de la luz. Así lo ha demostrado el equipo de Joel Jean, Moungi Bawendi, Silvija Gradecak y Vladimir Bulovic, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos.

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El resultado es un aumento del 50 por ciento en la corriente generada por la célula solar, y un aumento del 35 por ciento en la eficiencia general. Una ventaja de los sistemas fotovoltaicos basados en puntos cuánticos es que se les puede ajustar para que absorban luz con un rango mucho más amplio de longitudes de onda que el de los dispositivos convencionales.

Ésta es una demostración preliminar de un principio que, mediante un mejor conocimiento de los detalles de funcionamiento del mismo, así como posteriores optimizaciones, puede llevarnos a nuevos tipos prácticos y baratos de dispositivos fotovoltaicos, tal como valora el equipo de Jean.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Sehoon Chang, Patrick Brown, Jayce Cheng y Paul Rekemeyer.

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DESHIELO ÁRTICO ELEVARA EL NIVEL DEL MAR ENTRE 0.9 y 1.6 METROS EN 2100

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Noruega • El deshielo Ártico elevará el nivel del mar entre 0.9 y 1.6 metros en 2100 respecto a los niveles de 1990, lo que supondrá un “severo riesgo” para los cientos de miles de personas que viven en zonas costeras y pequeñas islas, según un informe presentado en el congreso Arctic Frontiers por uno de los grupos de trabajo del Consejo Ártico.
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La publicación, titulada “El clima del Ártico: cambios en la nieve, el agua, el hielo y el permafrost”, resume en 100 páginas un documento de cerca de 700 en el que el Grupo de Monitoreo y Evaluación del Consejo Ártico compiló las conclusiones de las investigaciones sobre el Ártico que han llevado a cabo más de 230 científicos en los últimos seis años.

“Con esta síntesis queremos acercar a la sociedad civil la última ciencia y predicciones de futuro sobre el Ártico para que sea consciente de los cambios tan acelerados que están ocurriendo y de sus implicaciones”, explicó Lars-Otto Reirsen, secretario ejecutivo del Grupo de Seguimiento y Evaluación del Consejo Ártico.

“Esa ciencia dice que la criosfera del Ártico (la capa de la tierra que esta permanente o temporalmente helada) ha experimentado cambios abruptos y sin precedentes en la ultima década”, agregó Reirsen.

Así, los últimos 6 años han sido los más cálidos desde que comenzaron los registros, en 1980.

El mayor incremento de temperatura se ha producido en el otoño en aquellas zonas donde más hielo se había perdido durante el verano, lo que viene a indicar -dice el informe- ‘que el océano ha absorbido más energía del sol en el periodo estival debido a la inexistencia de una cubierta helada”.

Los científicos prevén que este aumento de temperatura en el Ártico, especialmente durante el otoño y el invierno, continúe en los próximos años aun teniendo en cuenta escenarios en los que las emisiones de gases de efecto invernadero sean menores de lo que han sido en la última década.

Este incremento estaría situado entre los 3 y los 6 grados en 2080 respecto a los niveles de 1990, lo que provocaría una mayor evaporación de agua y, por tanto, más tormentas, y hasta entre un 15 y un 30 por ciento más de nevadas, si bien la nieve se retiraría antes en primavera.

El texto indica que el permafrost del Ártico, la capa permanentemente helada, ha experimentado un aumento de temperaturas de dos grados en las últimas dos décadas, y que los mayores retrocesos se han producido en la zona cercana a Quebec (Canadá), unos 130 kilómetros en los últimos 50 años, y en Rusia, entre 30 y 80 kilómetros dependiendo la zona desde 1970.

Además, los modelos de predicción climática citados en el documento hablan de una pérdida de entre el 10 y el 30 por ciento de los glaciares a finales de siglo.

El deshielo Ártico ya está considerado el principal causante del aumento del nivel del mar, 3.1 milímetros anuales desde 2003, pero esta contribución se incrementaría a finales de siglo, “donde la subida global podría superar el metro y medio poniendo en riesgo ciudades muy pobladas como Nueva York o Shanghai”, subrayó Reiersen.

Por su parte, el ministro sueco de Asuntos Exteriores y actual presidente del Consejo Ártico, Carl Bildt, dijo durante tras la presentación del informe que “este retroceso en la capa de hielo y sus consecuencias es un claro recordatorio para todos de los dramáticos efectos del cambio climático, y supone una mala noticia”, Ante preguntas de los periodistas de si estas previsiones para el Ártico representaban también una buena noticia en términos de explotación de recursos hasta ahora inaccesibles, Bildt señaló “que todas las oportunidades que ofrece el deshielo tendrán que desarrollarse de una forma ambientalmente segura”.

El documento concluye con una serie de recomendaciones a los países del Ártico para frenar los cambios abruptos de los que habla, e incide especialmente en la necesidad de que adquieran compromisos de reducción de emisiones para luchar contra el cambio climático.

Una recomendación que algunos de los miembros del Consejo Ártico (Canadá, Dinamarca, EEUU, Finlandia, Islandia, Noruega, Rusia y Suecia) aun no parecen haberse tomado demasiado en serio.

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