Investigadores de la Universidad de Corea han dado un paso importante para reducir las barreras a la obtención de energía renovable más eficiente y económica, utilizando nanoesferas de oro diseñadas para capturar la luz en todo el espectro solar.
Hun Rho et al. introduce plasmonic colloidal supraballs — solution-processable assemblies of gold nanospheres — as a robust and versatile platform for broadband solar energy harvesting. Image credit: Hun Rho et al., doi: 10.1021/acsami.5c23149.
Científicos de todo el mundo están explorando materiales que absorban la luz en todo el espectro solar para mejorar la eficiencia en la captación de energía solar.
Las nanopartículas de oro y plata se han propuesto como una solución prometedora debido a su facilidad y bajo costo de producción, sin embargo, la absorción de luz de las nanopartículas actuales se limita a longitudes de onda visibles.
Para capturar longitudes de onda adicionales, incluyendo la luz de infrarrojo cercano, investigadores de la Universidad de Corea, liderados por Seungwoo Lee, proponen el uso de “suprabolas” de oro autoensamblables.
Estas estructuras consisten en nanopartículas de oro que se agrupan y forman esferas diminutas.
El diámetro de las suprabolas se ajustó para maximizar la absorción de las longitudes de onda presentes en la luz solar.
Inicialmente, los investigadores utilizaron simulaciones por computadora para optimizar el diseño de las suprabolas individuales y predecir el rendimiento de las películas formadas por ellas.
Los resultados de las simulaciones indicaron que las suprabolas deberían absorber más del 90% de las longitudes de onda de la luz solar.
Posteriormente, los científicos crearon una película de suprabolas de oro secando una solución líquida que contenía estas estructuras sobre la superficie de un generador termoeléctrico comercial, un dispositivo que convierte la energía lumínica en electricidad.
La creación de estas películas se realizó en condiciones ambientales normales, sin necesidad de cámaras limpias o temperaturas extremas.
En demostraciones realizadas con un simulador solar LED, el generador termoeléctrico recubierto con suprabolas mostró una absorción solar promedio de alrededor del 89%, casi el doble que un generador termoeléctrico con una película convencional hecha de nanopartículas de oro individuales (45%).
“Nuestras suprabolas plasmónicas ofrecen una vía sencilla para aprovechar todo el espectro solar”, afirmó el Dr. Lee.
“En última instancia, esta tecnología de recubrimiento podría reducir significativamente las barreras para sistemas solares-térmicos y fototérmicos de alta eficiencia en aplicaciones energéticas del mundo real.”
El trabajo del equipo aparece en la revista ACS Applied Materials & Interfaces: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c23149
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Kyung Hun Rho et al. 2026. Plasmonic Supraballs for Scalable Broadband Solar Energy Harvesting. ACS Appl. Mater. Interfaces 18 (1): 2523-2537; doi: 10.1021/acsami.5c23149
