MADRID, 3 Abr. (EUROPA PRESS) -
La misma suciedad que se adhiere a las botas de los astronautas podría algún día mantener sus luces encendidas, según nuevos descubrimientos realizados por la Universidad de Potsdam (Alemania).
Así, en un estudio publicado en la revista 'Device' de Cell Press, los investigadores crearon células solares a partir de polvo lunar simulado. Las células convierten la luz solar en energía eficientemente, resisten los daños de la radiación y mitigan la necesidad de transportar materiales pesados al espacio, ofreciendo una posible solución a uno de los mayores desafíos de la exploración espacial: las fuentes de energía fiables.
"Las células solares que se utilizan actualmente en el espacio son asombrosas, alcanzando eficiencias del 30 % e incluso del 40 %, pero esa eficiencia tiene un precio", agrega el investigador principal, Felix Lang, de la Universidad de Potsdam. "Son muy caras y relativamente pesadas porque utilizan vidrio o una lámina gruesa como cubierta. Es difícil justificar el transporte de todas estas células al espacio".
En lugar de transportar células solares desde la Tierra, el equipo de Lang busca materiales disponibles en la propia Luna. Su objetivo es reemplazar el vidrio terrestre con vidrio fabricado a partir de regolito lunar, los escombros sueltos y rocosos de la superficie lunar. Este cambio por sí solo podría reducir la masa de lanzamiento de una nave espacial en un 99,4 %, rebajar drásticamente los costos de transporte en un 99 % y hacer más viables los asentamientos lunares a largo plazo.
Para probar la idea, los investigadores fundieron una sustancia diseñada para simular el polvo lunar en vidrio lunar y la usaron para construir un nuevo tipo de célula solar. Crearon las células combinando vidrio lunar con perovskita, un tipo de cristal más económico, fácil de fabricar y muy eficiente para convertir la luz solar en electricidad. Por cada gramo de material enviado al espacio, los nuevos paneles produjeron hasta 100 veces más energía que los paneles solares tradicionales.
"Si se reduce el peso en un 99%, no se necesitan células solares ultraeficientes del 30%; simplemente se fabrican más en la Luna", dice Lang. "Además, nuestras células son más estables a la radiación, mientras que las demás se degradarían con el tiempo".
Cuando el equipo activó las células solares con radiación de grado espacial, las versiones de vidrio lunar superaron a las fabricadas en la Tierra. El vidrio estándar se oscurece lentamente en el espacio, bloqueando la luz solar y reduciendo su eficiencia. Sin embargo, el vidrio lunar tiene un tono marrón natural debido a las impurezas del polvo lunar, lo que lo estabiliza, evita que se oscurezca aún más y aumenta la resistencia de las células a la radiación.
FABRICACIÓN SENCILLA
El equipo descubrió que fabricar vidrio lunar es sorprendentemente sencillo. No requiere una purificación compleja y la luz solar concentrada por sí sola puede proporcionar las temperaturas extremas necesarias para fundir el regolito lunar y convertirlo en vidrio. Ajustando el grosor del vidrio lunar y la composición de la celda solar, el equipo logró una eficiencia del 10 %. Con un vidrio lunar más transparente que permita la entrada de más luz, creen que podrían alcanzar el 23 %.
Aun así, la Luna plantea desafíos que la Tierra no presenta. Una menor gravedad podría alterar la formación del vidrio lunar. Los disolventes que se utilizan actualmente para procesar la perovskita no funcionarán en el vacío lunar. Las fluctuaciones bruscas de temperatura podrían amenazar la estabilidad de los materiales. Para determinar si sus células solares de polvo lunar son realmente viables, el equipo espera lanzar un experimento a pequeña escala en la Luna para probarlas en condiciones lunares reales.
"Desde la extracción de agua como combustible hasta la construcción de casas con ladrillos lunares, los científicos han estado encontrando maneras de utilizar el polvo lunar", finaliza Lang. "Ahora, también podemos convertirlo en células solares, posiblemente proporcionando la energía que necesitará una futura ciudad lunar".