Una célula solar biohíbrida es una célula solar fabricada con 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 tilacoide ) para recrear el proceso natural de la fotosíntesis para obtener una mayor eficiencia en la conversión de energía solar. Estas células solares biohíbridas son un nuevo tipo de energía renovable . [2] [3]
Múltiples capas de fotosistema I reúnen energía fotónica, la convierten en energía química y crean una corriente que atraviesa la célula. La celda en sí consta de muchos de los mismos materiales no orgánicos que se encuentran en otras celdas solares, con la excepción de los complejos de fotosistema I inyectados que se introducen y se acumulan durante varios días en la capa de oro. Después de días, el fotosistema I se hace visible y aparece como una fina película verde. Es esta película delgada la que ayuda y mejora la conversión de energía. Sin embargo, la célula biohíbrida aún se encuentra en fase de investigación.
El equipo de la Universidad de Vanderbilt comenzó a realizar investigaciones sobre la fotosíntesis cuando comenzaron a ver y enfocarse en la proteína del fotosistema I. Después de ver cuán ampliamente disponible y eficiente era la proteína en la conversión solar, comenzaron a buscar incorporar y mejorar diferentes tecnologías. El equipo usó espinacas como fuente para el fotosistema I. Se aislaron las membranas de los tilacoides y luego se sometieron a un proceso de purificación para separar el fotosistema I de la membrana de los tilacoides. Su investigación dio como resultado una corriente eléctrica muy mejorada (1000 veces mayor) en comparación con las anteriores realizadas 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 ideado un segundo diseño del complejo proteico del fotosistema II.
Es difícil comparar las células fotovoltaicas tradicionales con las células solares biohíbridas. Ambos sistemas realizan la misma tarea convirtiendo en electricidad la energía captada de los rayos del sol. Sin embargo, el método por el cual se hace cada uno es completamente diferente. El resultado final también es diferente: las células fotovoltaicas producen corriente eléctrica mientras que las células biohíbridas producen biomasa o combustibles químicos porque la fotosíntesis está involucrada en el proceso. [4]
La mayor ventaja que tiene la célula solar biohíbrida es la forma en que convierte 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. Estos números son excelentes en comparación con solo el 40% de eficiencia de las células solares tradicionales. El costo también es mucho menor para producir biohíbridos porque extraer la proteína de la espinaca 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 celdas solares tienen algunas ventajas sobre una celda solar biohíbrida. Por un lado, las células solares tradicionales producen más energía que las que se obtienen actualmente con las células biohíbridas. La vida útil de las células solares biohíbridas también es muy corta, 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]