Línea Supercondensadores y fotosupercondensadores

Supercondensadores y fotosupercondensadores

Con la financiación del proyecto de convocatoria nacional de título “ DEVICES WITH INTEGRATED GENERATION AND STORAGE OF SOLAR ENERGY. (INGESTOR)” de referencia PID2020-117852RB-100, viene desarrollando supercondensadores (SCs) y fotosupercondensadores (PSCs). El objetivo último del proyecto es el desarrollo de fotosupercondensadores (PSCs). Los fotosupercondensadores (PSCs) son sistemas con capacidad para generar electricidad y almacenarla en un único dispositivo. Los PSCs se pueden diseñar de dos o tres electrodos.

Los PSC de dos electrodos están constituidos por una secuencia de capas estructuradas formando un fotoánodo que genera fotocorriente, y un cátodo con capacidad para almacenarla. Los PSCs de tres electrodos están formados por la combinación de una célula solar, que genera la electricidad, y un supercondensador (SC) que la almacena, ambos conectados a través de un electrodo común. Normalmente las células solares empleadas en los PSCs de tres electrodos son las denominadas como fotovoltaica emergente según la clasificación del National Renewable Energy Laboratory (NREL), lo que incluye a las células solares orgánicas (OPV), de perovskitas, sensibilizadas por colorante (DSSC) y por puntos cuánticos (QDSC).  Este grupo de investigación tiene como objetivo la construcción de PSCs en capas finas o nanoestructuradas, de forma que el dispositivo muestre una alta capacidad específica, en cuanto a la parte de almacenaje de energía, y una alta eficiencia en cuanto al aprovechamiento de la radiación solar para producir la carga eléctrica que se va a almacenar, lo que viene a resumirse en un término de rendimiento global.

La construcción en capas finas del PSC facilita la transparencia en el visible, o al menos la semitransparencia, lo que hace al PSC integrable en soportes transparentes como los vidrios de ventanas y superficies acristaladas de edificios. Y si se fabrica sobre soportes flexibles, poliméricos, podría permitir su uso en grandes superficies como las cubiertas de los invernaderos. Otro campo de aplicación de los PSCs es la electrónica de consumo.  Al trabajar en capa fina se beneficia la transparencia, pero también implica que la capacidad total de almacenamiento por unidad de área está limitada, por lo que se ha de compensar con una mayor área. Lo que es consecuencia de que la masa de material activo de electrodo por unidad de área es pequeña. Esto también ocurre con los condensadores electrostáticos o los electrolíticos comerciales, los formados por dos conductores y un dieléctrico, o dos conductores y un electrolito, que son enrollados para maximizar el área en el mínimo volumen.

Al presente, la estabilidad del PSC y el rendimiento global del mismo son dos retos que están aún lejos de alcanzar valores que se puedan considerar aceptables para su utilización comercial. Cualquier logró que implique acercarse a los valores que se consideren comerciales es un logro importante. Recordar que el primer módulo fotovoltaico que se comercializó presentaba sólo un 2% de eficiencia. Este grupo de investigación acumula experiencia en el campo de la fotovoltaica y la obtención de supercondensadores, y considera que los PSCs están en un punto de inflexión que permitirá en un futuro ya cercano dar un salto cualitativo y cuantitativo en la mejora de la estabilidad y su eficacia global.

 

Miembros

•  Enrique Barrigón Montañés 
•  María Cruz López Escalante
•  Francisco de Paula Martín Jiménez
•  Elena Navarrete Astorga