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Este novedoso sistema es capaz de repararse a s� mismo de los efectos da�inos que causa la energ�a del Sol. Si bien los cient�ficos creen que la eficiencia de la c�lula solar puede mejorarse a�n m�s, la idea del experimento es importante para futuras investigaciones.�

Respaldados por concesiones de la Iniciativa de la energ�a del MIT y el Centro de Fronteras Eni Solar de dicho instituto, un grupo de expertos ha creado un novedoso conjunto de mol�culas fotoel�ctricas capaces de autoensamblarse y convertir la luz solar en electricidad, seg�n se inform� en un reciente comunicado.

El trabajo, publicado el 5 de septiembre en la revista Nature Chemistry, recoge la experiencia de un grupo de expertos, liderado por Michael Strano, Carlos e Hilda Roddey (asociados de Ingenier�a Qu�mica), estudiantes de posgrado y varios investigadores.

Convertir la luz del sol en energ�a almacenada era el objetivo de este proyecto, un sistema que intentaba emular el proceso producido por las plantas, d�a tras d�a, a�os tras a�o. Sin perder de vista ese prop�sito, los profesionales lograron desarrollar mol�culas capaces de autoensamblarse; de esta manera, pueden ser clasificadas reiteradas veces y juntadas r�pidamente con s�lo a�adir o quitar una soluci�n adicional.

�En el fondo, estamos imitando trucos que la naturaleza ha descubierto a lo largo de millones de a�os�, inform� el profesor Strano, quien, a la vez, revel� que la idea se le ocurri� por primera vez mientras le�a sobre biolog�a vegetal. �Me qued� realmente impresionado por el modo en que las c�lulas vegetales emplean este mecanismo de reparaci�n extremadamente eficiente�, afirma. En pleno verano, �una hoja de un �rbol recicla sus prote�nas cada 45 minutos, aun cuando uno pueda pensar en ella como en una fotoc�lula est�tica�, concluy�.

Los siete discos compuestos

Para que el objetivo de su trabajo arrojara resultados extraordinarios, Strano y su equipo de investigaci�n fabricaron unas mol�culas sint�ticas llamadas fosfol�pidos, que forman discos; estos discos proporcionan un soporte estructural a otras mol�culas que son las que realmente reaccionan a la luz, dentro de estructuras llamadas centros de reacci�n, que liberan electrones cuando son golpeadas por las part�culas de la luz.

Los discos, que llevan en su interior los centros de reacci�n, se encuentran en una soluci�n en la que se unen espont�neamente a unos nanotubos de carbono. Estas estructuras mantienen los discos de fosfol�pidos uniformemente alineados, de modo tal que todos los centros de reacci�n puedan enfrentarse a la luz solar a la vez y tambi�n puedan actuar como cables que recogen y canalizan el flujo de electrones que van liberando las mol�culas reactivas.

El trabajo final qued� conformado por siete compuestos diferentes (incluyendo los nanotubos de carbono, los fosfol�pidos y las prote�nas que forman los centros de reacci�n) capaces de ensamblarse y conformar una estructura que absorbe la luz del sol para luego propagarla como energ�a el�ctrica.

Cuando a la mezcla se le a�adi� un agente tensoactivo los siete compuestos se separaron y formaron una soluci�n parecida a una sopa. Luego, cuando se le retir� el agente tensoactivo, haciendo pasar primero la soluci�n a trav�s de una membrana, los compuestos volvieron a ensamblarse espont�neamente, dando lugar a una fotoc�lula renovada y perfectamente formada.

Menos problemas, mayor rendimiento

El experto de posdoctorado Moon-Ho Ham y la estudiante de posgrado Ardemis Boghossian, miembros del equipo de investigaci�n, idearon este novedoso sistema bas�ndose en un an�lisis te�rico. Dicho an�lisis se concret� con la creaci�n de un prototipo de c�lula que m�s tarde se logr� poner a prueba. Sometieron a la c�lula a ciclos repetidos de ensamblaje y desensamblaje durante un periodo de 14 horas, sin que hubiese p�rdida de eficiencia. Para Strano, al dise�ar un m�todo novedoso que genera electricidad gracias a la luz, los cient�ficos no suelen estudiar la forma en que los sistemas se modifican con el tiempo.

Esta nueva tecnolog�a con c�lulas solares evita uno de los mayores problemas con respecto a la captaci�n de la luz solar. Los rayos del sol pueden ser sumamente da�inos para muchos materiales. En algunos casos, provoca una degradaci�n en los sistemas desarrollados para utilizarla, sin embargo, a las plantas este problema parece no afectarles, ya que desintegran las mol�culas que capturan la luz y las vuelven a ensamblar; de esta manera, las estructuras que capturan la energ�a del sol son ampliamente nuevas.

La forma reactiva del ox�geno que se genera por acci�n de la luz solar, tomando como punto de partida las mol�culas que participan en la fotos�ntesis de las plantas, hace que las prote�nas se descompongan de un modo muy concreto. Seg�n lo detall� el profesor Strano, el ox�geno �suelta una correa que mantiene unida la prote�na�, pero esas mismas prote�nas vuelven a ensamblarse r�pidamente para que se repita el proceso.

Este procedimiento se hace posible en todas las c�psulas diminutas llamadas cloroplastos, que se encuentran dentro de cada c�lula de la planta, lugar donde ocurre la fotos�ntesis. Seg�n Strano, el cloroplasto es �una m�quina asombrosa�. �Son extraordinarios motores que consumen di�xido de carbono y utilizan la luz para producir glucosa�, un producto qu�mico fundamental para suministrar energ�a al metabolismo.

Beneficio con luz y electricidad

Un reciente art�culo hecho p�blico por el diario El Pa�s puso de manifiesto el enorme potencial que representa el desarrollo de las fotoc�lulas para beneficio del hombre. Seg�n el art�culo, las c�lulas fotovoltaicas instaladas en todo el mundo generaron el a�o pasado 7,4 gigavatios de electricidad, de los cuales 5,8 corresponden a Europa, conforme con un estudio realizado por el Instituto de la Energ�a, del Centro Com�n de Investigaci�n.

Para ser m�s exactos, cada gigavatio de capacidad de generaci�n de electricidad fotovoltaica es capaz de abastecer a unos 250.000 hogares europeos durante todo un a�o.

La c�lula solar es un dispositivo semiconductor capaz de convertir los fotones procedentes del Sol en electricidad de una forma directa e inmediata. Esta conversi�n se conoce con el nombre de efecto fotovoltaico. Una forma m�s general de c�lula solar se denomina c�lula fotovoltaica.

Publicado originalmente en Ecoticias (Espa�a)