El Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), que forma parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y es reconocido como centro de excelencia Severo Ochoa, se ha unido a un equipo internacional para desarrollar un innovador fotocondensador. Este dispositivo, que destaca por su alta eficiencia, tiene la capacidad de alimentar directamente dispositivos de inteligencia artificial y del Internet de las Cosas sin necesidad de baterías. La clave de su funcionamiento radica en una membrana fabricada con biopolímeros obtenidos a partir de residuos de setas, utilizando métodos que pueden ser escalados a nivel industrial. El avance ha sido publicado en la revista Energy & Environmental Science.
Definido como un sistema que combina las funciones de una célula solar y una batería, el fotocondensador desarrollado en esta investigación permite captar y almacenar energía solar en un solo dispositivo. Este modelo, que opera con tres terminales, integra una célula solar altamente eficiente junto con un supercondensador diseñado molecularmente y una membrana ecológica elaborada por el IATA-CSIC a partir de residuos de setas, que actúa como separador en el sistema.
Innovación sostenible
Gracias a esta innovadora combinación, el fotocondensador alcanza hasta 0,92 voltios, lo cual es suficiente para alimentar luces LED, relojes digitales o pequeños sensores. Además, presenta una eficiencia de carga del 18% bajo iluminación interior estándar, superando en 3.5 veces el rendimiento de los módulos comerciales basados en silicio bajo las mismas condiciones. Este sistema ha demostrado su capacidad para alimentar nodos del ‘Internet de las Cosas’, permitiendo que pequeños dispositivos conectados entre sí e internet realicen tareas específicas sin requerir baterías.
El fotocondensador mantiene su funcionalidad durante 72 horas únicamente con luz ambiental y ejecuta tareas relacionadas con inteligencia artificial con gran eficiencia energética. “Este resultado nos acerca al desarrollo de dispositivos inteligentes verdaderamente sostenibles y autónomos”, afirma Marina Freitag, investigadora líder del trabajo en la Universidad de Newcastle (Reino Unido).
Nuevas posibilidades con biopolímeros
El equipo BIOFUN del grupo investigador en envases del IATA-CSIC ha sido responsable de la fabricación de una de las membranas mediante films biobasados elaborados a partir de residuos de setas comerciales. “Los films biodegradables que hemos desarrollado han sido fundamentales para el excelente rendimiento del dispositivo”, comenta María José Fabra, investigadora participante en el estudio.
A diferencia de los fotocondensadores convencionales que utilizan membranas plásticas o cerámicas, el uso de materiales derivados de residuos vegetales abre nuevas perspectivas hacia la producción sostenible. “Estos films presentan ventajas claras frente a las membranas tradicionales en sostenibilidad, adaptabilidad y rendimiento superior”, explica Fabra, destacando la mejora significativa en desempeño al emplear estas membranas biodegradables.
Colaboración internacional
El equipo del IATA-CSIC se dedica habitualmente a investigar el aprovechamiento de residuos agroindustriales para obtener nuevos ingredientes y materiales. “Aunque nuestra investigación se centra principalmente en aplicaciones alimentarias, colaborar con otras disciplinas nos permite avanzar hacia desarrollos innovadores como estos nuevos fotocondensadores”, concluye Amparo López, coautora del artículo e investigadora del IATA.
Este avance es producto del esfuerzo conjunto entre diversas instituciones internacionales. Además del IATA-CSIC, participan la Universidad de Newcastle (Reino Unido), encargada de coordinar la innovación; la Universidad Tor Vergata y la Universidad de Nápoles (Italia), que lideran la integración tecnológica; la Universidad Técnica de Múnich (Alemania), responsable del procesamiento computacional; así como la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza), encargada de caracterizar el dispositivo.
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