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Fision nuclear en celulas solares: Puntos cuanticos

La base del rendimiento energético en un reactor nuclear consiste en que se puede regular el flujo de neutrones emitidos por las pastillas de uranio, de forma que estos, a su vez provoquen nuevas fusiones en las pastillas adyacentes. Einstein y su E=mc2 por un lado, y la ingeniería que permite que esta reacción en cadena esté controlada en todo momento, por otro, son los dos factores que regulan el rendimiento energético del reactor, pero la clave está en que tanto los neutrones tienen la energía necesaria para incidir en los inestables atomos de uranio fisionable, por un lado, y por el otro, en que estos átomos de U235, al recibir el “golpe” del neutrón, se rompen liberando energía (calor) y de 2 a 5 neutrones, conjuntamente con otras partículas.
En la producción de energía eléctrica utilizando células fotovoltaicas solares, la mayor fustración desde el punto de vista de rendimiento energético, consiste en que, aunque los fotones que inciden en el material fotoconductor, tienen energía suficiente para arrancar varios electrones, la realidad es que como mucho sólo logran arrancar uno.

Las causas físicas de ello son bastante complejas, pero en resumen se puede decir que cuando un electrón libre que ha absorbido un fotón colisiona (y sucede frecuentemente) con los átomos vecinos entonces es menos capaz de liberar otro electrón y la energía que debería emplearse en ello se pierde en vibraciones de la red de atomos del material semiconductor que se escapa en forma de calor, ya que el material semiconductor, a diferencia del U235, no “se rompe” al recibir la energía.

Basándose en esa característica, los investigadores han conseguido en el laboratorio crear el equivalente a “zonas fisionables” en el semiconductor, insertando pequeños cristales de seleniuro o telururo de plomo, creando los denominados “puntos cuánticos” (pequeñas zonas nanométricas), que permiten liberar varios electrones por fotón incidente. Esto puede crear una auténtica revolución en la energía de origen fotovoltaico.

Lo interesante es que no está nada clara la mecánica del proceso. Funciona y a efectos prácticos es lo que importa, pero los científicos no se ponen de acuerdo si se trata de un nuevo fenomeno relacionado con las paradojas de la mecánica cuántica, que requiere la presencia de una propiedad no vista hasta el momento, mientras que otros científicos afirman que el fenómeno sí está contemplado en las ecuaciones conocidas y que sólo hay que saber reinterpretarlas.

Lo importante es el que los puntos cuánticos están dando resultados prácticos, y no sólo en las células fotovoltaicas. Incluso con técnicas orgánicas ayudarán a construir las nuevas computadoras.
Ya sabéis, recordad lo que son los puntos cuánticos. Llegan por la puerta grande.

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