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Componente de celdas solares a partir de madera

Actualidad Informática. Componente de celdas solares a partir de madera. Rafael Barzanallana

Un nuevo tipo de papel que está hecho de fibras de madera y es 96% transparente podría ser un material revolucionario para las células solares de nueva generación. Viniendo de plantas, el papel es barato y más respetuoso con el medio ambiente que los sustratos de plástico a menudo utilizados en las células solares. Sin embargo, su ventaja más importante es que se supera el compromiso entre la transparencia óptica y la turbidez óptica que presentan la mayoría de los materiales.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Maryland, la South China University of Technology y la Universidad de Nebraska-Lincoln, han publicado un artículo sobre el nuevo material en una edición reciente de la revista Nano Letters.

Como explican los investigadores, los beneficios de rendimiento de células solares son mayores cuando los materiales poseen tanto una alta transparencia óptica (para permitir una buena transmisión de la luz) y alta turbidez óptica (para aumentar la dispersión y por lo tanto la absorción de la luz transmitida dentro del material). Pero hasta ahora, los materiales con altos valores de transparencia (de aproximadamente el 90%) tienen valores de turbidez ópticas muy bajas (de menos de 20%).

El nuevo papel a base de madera tiene una transparencia ultra alta de 96% y turbidez óptica ultra alta del 60%, que es el valor de turbidez óptica más alto reportado entre sustratos transparentes.

La principal razón de este buen desempeño en ambas áreas es que el papel tiene una estructura nanoporosa en lugar de microporosa. El papel habitual está hecho de fibras de madera y tiene una baja transparencia óptica debido a las microcavidades que existen dentro de la estructura porosa que causan dispersión de la luz. En el nuevo papel, estos microporos son eliminados con el fin de mejorar la transparencia óptica. Para ello, los investigadores utilizaron un tratamiento llamado TEMPO para debilitar los enlaces de hidrógeno entre las microfibras que forman las fibras de la madera, lo que provoca que las fibras de la madera se hinchen y colapsen en una densa estructura, que contiene nanoporos apretados en lugar de microporos.

«Los papeles están hechos de materiales en forma de cinta que se pueden apilar bien sin cavidades microscópicas para alta transmitancia, pero con nanoporos para alta turbidez óptica», según el coautor Liangbing Hu, profesor asistente en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la Universidad de Maryland.

Para probar el papel para aplicaciones de células solares, los investigadores recubrieron el papel de fibra de madera sobre la superficie de una losa de silicio. Los experimentos demostraron que el dispositivo captador de luz puede captar la luz con un aumento del 10% en la eficiencia. Debido a la sencillez de este proceso de laminación, las células solares que ya han sido instaladas y en uso podrían beneficiarse de manera similar de la capa de papel adicional.

Aunque hay otros papeles hechos de nanofibras, este trabajo demuestra una transmitancia óptica mucho más alta, y el uso de mucho menos energía y tiempo para su procesamiento. Con estas ventajas, el, papel de alta turbide muy transparente podría ofrecer una forma económica de mejorar la eficiencia de los paneles solares, techos solares y ventanas solares.

Fuente: Zhiqiang Fang, et al. «Novel Nanostructured Paper with Ultrahigh Transparency and Ultrahigh Haze for Solar CellsNano Letters. DOI: 10.1021/nl404101p

Las impresoras 3D también pueden funcionar con madera y cemento

Actualidad Informática. Las impresoras 3D también pueden funcionar con madera y cemento. Rafael Barzanallana. UMU

Las impresoras 3D utilizan habitualmente plástico, el más común de ellos es el de tipo ABS, para hacer realidad los modelos virtuales que les llegan. Es un material que está dando buen rendimiento, aunque una de sus desventajas es su elevado precio. Un kg se puede comprar a través de diferentes portales web entre 23 y 46 euros.

El proceso de producción del plástico ABS, y también del PLA, la otra alternativa mayoritaria para la impresión 3D, es caro. De ahí que la venta final al consumidor tenga un precio alto. La búsqueda de materiales alternativos para alimentar a las máquinas se hace necesaria, sobre todo teniendo en cuenta la popularidad que está ganando el moldeado en tres dimensiones.

La tecnología se conoce desde hace décadas, aunque ha sido el reciente abaratamiento de las máquinas el que ha hecho posible su difusión a un público más amplio, más allá del sector industrial. En estos momentos es un área en pleno crecimiento. El año 2012 el mercado global de la impresión 3D alcanzó 1705 millones de euros, un incremento del 28,6% respecto al ejercicio anterior, según los datos de la consultora Wohlers Associates. Esta misma firma espera que para 2019 se llegue a un volumen de 5037 millones de euros.

La empresa californiana Emerging Objects ha explorado la conversión de hormigón o madera en filamentos que puedan ser utilizados por una impresora 3D. El resultado de sus investigaciones ha sido la síntesis de seis compuestos basados en materiales diferentes. Algunos de ellos aún están en fase de experimentación, pero de otros ya se ha comprobado su eficacia.

En la web de Emerging Objects se pueden ver piezas de decoración impresas con madera, un perchero basado en nailon o un banco construido con cemento. La compañía ha logrado sintetizar estos compuestos mezclando los materiales que se buscaban con una sustancia líquida, que convierte el resultado en un filamento apto para las impresoras 3D. Cualquier máquina puede utilizarlos.

Fuente: eldiario.es

CC

Woodline, ordenador de madera

Actualidad Informática. Woodline, ordenador de madera. Rafael Barzanallana. UMU

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