La Nanotecnología puede salvar al planeta?

La empresa Nanosolar, con el apoyo financiero de los fundadores de Google, ha construido en el valle la más grande fabricación de las células solares de silicio de todo el mundo. Estas células no son la tecnología de silicio pero explotar cobre indio selenio (CIS) que utiliza sólo una fina capa muy activa, una característica que hace que estas células, sin tener en cuenta los materiales de fabricación intensiva y fácilmente adaptable a sustratos flexibles.

Es una innovacion derivada de la nanotecnología la que ha aumentado considerablemente la producción rentable, la rentabilidad que se traducirá en la reducción del precio del kWh solar. Esta brecha es un indicio significativo del potencial industrial de la nanotecnología en el campo, es probable que presagia una nueva era para nuestra gestión de la energía.

Casi no hay duda hoy que el uso exagerado de los combustibles fósiles se ha convertido en una amenaza inminente para el equilibrio de nuestra biosfera. Sin duda ya sea acerca de la naturaleza de la cuestión “” se llega a un avance tecnológico decisivo capaz de producir una energía limpia y segura a un costo menor. Pero, ¿qué es esta innovación?

Se ha hablado mucho últimamente de la fusión nuclear (ITER programa), pero las dificultades técnicas que se enfrentan en el control de esta energía es enorme, de modo que estas plantas probablemente no va a hacer el día antes de la segunda mitad del siglo.

También hablamos de mejorar y multiplicar la energía nuclear convencional, pero sus costos en términos de mantenimiento, gestión de residuos, la clausura y limitan gravemente su riesgo de proliferación. Más accesibles son pequeñas unidades de producción de energía renovable como la eólica o cocinas solares, pero el número considerable de estas pequeñas unidades que habría que construir es prohibitivo (probablemente más de diez mil, con sólo Francia), que es difícil de manejar y costoso espacio y materiales de fabricación.

De hecho, la revolución tecnológica la más prometedora en el futuro cercano no pertenece al dominio de las estructuras a medio o gran tamaño, pero más probablemente la de nanoestructuras. Nanotecnología (relacionada con la química y la biología par) está experimentando un patrón similar de crecimiento que podría ser superior a la del físico pesado y poco lugar a microcomponentes (utilizada en grandes cantidades), capaces de producir y almacenar los la energía solar lo más eficientemente las células especializadas orgánica.

El uso de nanoestructuras permitirían una mayor flexibilidad y economía de los materiales como una sola capa de un micrómetro de elementos activos en teoría es suficiente. Con su planta propuesta, la empresa Nanosolar acaba de demostrar que ahora es muy posible encontrar en esta área de soluciones de tecnología que combina rendimiento y coste de producción si el mercado de células fotovoltaicas puede estar enfrentando pronto una explosión como la que sacudió el tiempo en la microcomputadora.

¿En qué podemos liderar esta revolución? Si el número de unidades individuales de producción de electricidad solar se produce un día para igualar o superar la de los micro-ordenadores, y si encontramos soluciones sostenibles para el almacenamiento de esa energía, podríamos avanzar hacia una transformación completa nuestra gestión de la energía: en primer lugar nuestro consumo será 100% eléctrico, y en segundo lugar nuestra red pasará de un sistema centralizado a un sistema descentralizado, es decir, que, como el información en la actualidad, la electricidad se pueden cambiar y regular la misma a través de una red como Internet.

Tenga en cuenta que la naturaleza, se sabe que es perfectamente optimizado, dirige su energía de una manera similar: la energía del sol se convierte realmente en energía química mediante la fotosíntesis en una multitud de pequeños generadores individuales (plantas, cuyas hojas tipos de paneles solares), esta energía química se almacena en parte en la forma de la planta de hidratos de carbono, y en parte en la atmósfera en forma de moléculas de oxígeno para que sea accesible a todos los seres vivos ( aire de red).

Pero antes de llegar allí, aún queda mucho por hacer. Para ello, nada mejor que una investigación dinámica y creativa como la que alberga actualmente el pequeño mundo de la nanotecnología. En todas partes, los investigadores pueden encontrar soluciones para el almacenamiento y la producción de energía más eficiente y original. En el almacenamiento se pueden citar por ejemplo el uso de bacterias como catalizador impresionante en las células de combustible de hidrógeno (2), o la innovación más prometedora es la de utilizar nanotubos para crear supercondensadores (3). Para la producción de electricidad solar incluyen el caso notable de este solar “pintura” que contengan polímeros (4) o las células solares depende de las proteínas de la espinaca (5). No cabe duda de que la aparición de viabilidad económica es una cuestión de tiempo …

Ahora considere la pertinencia de tal descentralización cuantitativa del poder. Tenga en cuenta las cifras de consumo de energía total de un país desarrollado como Francia (6):

uso de la energía primaria total (incluida la energía): 135 kWh / día por habitante

consumo de energía final (excluyendo la energía): 80 kWh / día por habitante

La diferencia proviene principalmente de baja eficiencia misma de las centrales eléctricas. Con las energías renovables como el sol, los vehículos eléctricos y mejor aislamiento térmico del edificio, es teóricamente posible reducir a la mitad la energía total consumida en Francia, de 80 kWh / día por habitante es de sólo 40 kWh / día por habitante .

La insolación media en Francia es de 4 kWh / m2 por día (febrero-julio kWh/m2 en todo el mundo), basta, de nuevo en la teoría, que cada ser humano un área de reserva de al menos 10 m2 para recoger solar. En la práctica, la rentabilidad de los futuros paneles solares probablemente no exceda del 50% (actualmente el 36% en los laboratorios), que implica un área de al menos 20m2 por persona. Resulta que esta superficie es el mismo orden de magnitud que el área cubierta por habitante (la inversa de la densidad de una ciudad como París es de 50m2 por habitante, unos 20m2 techo luz de la calle). Cuantitativamente hablando, esta perspectiva no es una utopía.

No obstante, para un negocio tenga éxito, será necesario una profunda reforma del sector de la construcción: se incluyen la adaptación de integrar plenamente a los nuevos materiales en sus estructuras, ya sea en el ámbito de la producción de electricidad Fotovoltaica (azulejos, vidrio, pintura …) o el almacenamiento (pilas de combustible o supercondensadores integradas en las paredes y los pisos de los edificios).

Si la cantidad de energía recogida es aún insuficiente, y suponiendo que en realidad llevan un día a los materiales fotovoltaicos tan maleable como una pintura, sería extender esta iniciativa a todas las infraestructuras viarias , y, en definitiva, por qué no imaginar el asfalto PV? Las carreteras de Francia, un total de alrededor de 4 millones de m2 en términos de energía solar que en la práctica es más 150kWh/jour per cápita, más de tres veces nuestras necesidades de energía … Además, dicho sistema sería matar dos pájaros de un tiro, porque la red eléctrica y la red de carreteras se fusionarían (por no mencionar el hecho de que la superficie de una red de carreteras es proporcional a las necesidades energéticas de un país).

Para concluir, volvamos al planeta Marte, en la actualidad hay en este planeta dos vehículos robóticos que exploran la superficie por más de tres años, mientras que su esperanza de vida inicial se estima en sólo tres meses. La razón de este éxito radica en dos innovaciones de la nanotecnología: la primera es la alta eficiencia de los paneles solares, el segundo es un aerogel de aislamiento que permite a los robots para hacer cualquier cosa que se desperdicie energía. Se estableció para el robot de la segunda generación para llevar a un pequeño reactor nuclear, pero para el éxito fenomenal de la solución solar, los responsables políticos se muestran reacios a la NASA (7) … Estos rovers de Marte nos dicen dictar el camino a seguir para la gestión de la energía de nuestro planeta?…..

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