Científicos logran generar electricidad con sol y lluvia al mismo tiempo

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla integraron celdas solares de perovskita con nanogeneradores triboeléctricos en una lámina delgada capaz de producir hasta 110 voltios por el impacto de una gota de agua.

Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla, desarrolló un dispositivo híbrido de generación eléctrica que capta energía tanto del sol como de la lluvia de forma simultánea. La innovación combina celdas solares de perovskita con nanogeneradores triboeléctricos en una lámina protectora ultradelgada, abriendo nuevas aplicaciones para dispositivos autónomos y sistemas distribuidos.

Tecnología híbrida: fotovoltaica y triboeléctrica en una sola lámina

El desarrollo consiste en una lámina delgada de aproximadamente 100 nanómetros, creada y patentada por el equipo investigador, que cumple una doble función: proteger químicamente las celdas solares y generar electricidad adicional a partir del impacto de gotas de lluvia. El sistema permite integrar captación fotovoltaica y conversión triboeléctrica en un mismo soporte estructural.

La superficie triboeléctrica del recubrimiento convierte la energía cinética de cada gota de agua en carga eléctrica mediante fricción o contacto. Las pruebas reportan hasta 110 voltios por el impacto de una sola gota, nivel suficiente para alimentar dispositivos electrónicos de bajo consumo.

Perovskitas: eficiencia y desafío de estabilidad

Las celdas solares de perovskita de haluro se caracterizan por su alta eficiencia de conversión y menores costos potenciales frente al silicio convencional. No obstante, uno de sus principales desafíos es la inestabilidad frente a humedad y condiciones ambientales adversas, factor que limita su escalamiento comercial.

El equipo del ICMS aplicó tecnología de plasma para depositar el recubrimiento protector, el cual actúa como encapsulante químico y, al mismo tiempo, mejora la absorción óptica de la luz solar. Esta doble funcionalidad apunta a extender la vida útil de los módulos en entornos exigentes.

Generación eléctrica con lluvia: 110 voltios por gota

Los ensayos demostraron que el dispositivo puede producir más de cien voltios por impacto individual, resultado relevante en el ámbito de la energía distribuida y microgeneración. Además, los recubrimientos exhibieron estabilidad frente a inmersión en agua y ciclos de estrés humedad-temperatura, condiciones habituales en operación exterior.

El sistema fue capaz de alimentar de manera continua pequeños circuitos electrónicos, como módulos LED, validando su potencial para aplicaciones de baja demanda energética.

Autonomía energética para dispositivos IoT

La propuesta tecnológica apunta a resolver limitaciones asociadas a la dependencia de baterías convencionales y a la pérdida de eficiencia solar en jornadas nubladas o lluviosas. Al combinar captación solar y generación por lluvia, el dispositivo permite un suministro energético más estable en condiciones climáticas variables.

Entre los usos potenciales se identifican sensores ambientales, estaciones meteorológicas, monitoreo estructural, agricultura de precisión y aplicaciones del Internet de las Cosas (IoT), donde la autonomía energética es un factor crítico.

Aplicaciones en ciudades inteligentes y zonas remotas

El dispositivo podría integrarse en infraestructuras urbanas asociadas a ciudades inteligentes, incluyendo señalización, alumbrado auxiliar autónomo y sistemas de monitoreo. También presenta proyección en estructuras energéticas distribuidas en zonas remotas, donde el acceso a red eléctrica es limitado.

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