Utilizar la luz solar para una producción económica y sostenible de por ejemplo, medicamentos. La 'mini-fábrica' en forma de hoja que los ingenieros químicos de la Universidad Tecnológica de Eindhoven presentaron en 2016 demostró que es posible. Ahora los investigadores han venido con una versión mejorada:su 'mini-fábrica' ahora puede mantener la producción al mismo nivel, independientemente de la variación de la luz solar debido a la nubosidad o la hora del día. Como resultado, esto aumenta el rendimiento medio en aproximadamente un 20%. Esto se debe a un inteligente sistema de retroalimentación que cuesta menos de 50 euros y que automáticamente ralentiza o acelera la producción. Esto ha eliminado una importante barrera práctica para los reactores ecológicos que funcionan exclusivamente con luz solar.

Con sus investigadores de 'hojas artificiales', bajo la dirección del ingeniero químico de Eindhoven Timothy Noël, cosechó mucha admiración hace aproximadamente un año y medio. Primero, lograron hacer posibles las reacciones químicas con la luz solar, algo que antes parecía casi imposible. Los químicos habían soñado con esta posibilidad durante siglos, pero el problema era que la cantidad de luz solar no era suficiente.

Su avance se puede atribuir en parte al uso de materiales relativamente nuevos (los llamados concentradores solares luminiscentes) que sellan una parte específica de la luz solar en el interior. de manera similar a las plantas que hacen esto usando moléculas de antena especiales en sus hojas. El segundo descubrimiento fue aplicar canales muy delgados en estos materiales, a través del cual se bombean los líquidos, exponiendo así los líquidos a suficiente luz solar para permitir que se produzcan reacciones químicas. Luego, los productos finales fluyen hacia los extremos de los canales.

Problema:no siempre la misma cantidad de sol

Uno de los mayores problemas prácticos para aplicar esto a gran escala es que no siempre hay la misma intensidad de luz solar. Porque, por ejemplo, el cielo está nublado o la luz del sol varía en intensidad y composición durante el día. "Si hay demasiada luz, obtiene subproductos no deseados y si hay muy poca luz, las reacciones no se producen o lo hacen con demasiada lentitud, "Noël explica." Idealmente, el sistema debería adaptarse automáticamente a la cantidad de luz solar entrante ".

El sistema de retroalimentación desarrollado hace exactamente eso. Consta de solo tres elementos relativamente simples. Un sensor de luz mide la cantidad de luz que llega a los canales. Un microcontrolador traduce esta señal a una velocidad de bomba. Y la bomba impulsa los fluidos a través de los canales a esa velocidad. Todo esto cuesta menos de 50 euros. Los experimentos para determinar la velocidad de la bomba requerida para una intensidad de luz específica permitieron a los investigadores optimizar el circuito de retroalimentación.

Prueba en el techo

Además de las pruebas de laboratorio bajo luz artificial, también probaron su sistema al aire libre con luz solar natural, en la parte superior del techo de uno de los edificios del campus TU / e. Con un ajuste de rendimiento del 90%, el sistema mantuvo la producción estable durante una hora entre el 86% y el 93%. El mismo sistema sin bucle de retroalimentación varió significativamente entre el 55% y el 97%. El rendimiento medio se incrementó en aproximadamente un 20% gracias al circuito de retroalimentación.

Según Noël, esto acerca un reactor económico y sostenible considerablemente más cerca de poder producir productos químicos a gran escala, donde quieras, con solo la luz del sol como fuente de energía. "Es inevitable que aumenten los precios de la energía. Y con una fuente de energía como el sol que es gratuita y disponible, este tipo de soluciones tecnológicas pueden marcar la diferencia ".