El Sol baña la Tierra cada segundo con una cantidad de energía inabarcable, pero la tecnología humana sufre de un grave problema de miopía a la hora de capturarla. Hasta ahora, las células solares tradicionales se han topado con un “techo físico” infranqueable que les impide aprovechar la mayor parte de esta luz. Este límite teórico dictaba que, hagamos lo que hagamos, un panel convencional solo puede aprovechar alrededor de un tercio de la luz solar entrante.

Las reglas del juego han cambiado. Un equipo internacional de investigadores ha logrado lo que hasta hace poco se consideraba imposible: desarrollar un sistema que alcanza una eficiencia de conversión de energía cercana al 130%. En términos sencillos, el nuevo diseño es capaz de producir más portadores de energía que los fotones (las partículas de luz) que absorbe. La llave maestra detrás de este avance de ciencia ficción no es un nuevo y exótico material sintético, sino un viejo conocido de la industria pesada: el molibdeno.

La carrera de relevos cuántica. Para entender la magnitud de este hallazgo, hay que mirar dentro de un panel solar. Como explican desde la Universidad de Kyushu (Japón), la generación de electricidad a partir del sol es como una carrera de relevos microscópica: los fotones golpean un material semiconductor y pasan su energía a los electrones, poniéndolos en movimiento para crear una corriente.

El problema, detalla la universidad, es que no todos los “corredores” son iguales. Los fotones infrarrojos tienen muy poca energía para activar a los electrones, mientras que los fotones de luz azul tienen demasiada, y el exceso se pierde inútilmente en forma de calor. Esta frustrante limitación es lo que la física conoce como el límite de Shockley-Queisser.

Saltando el muro. Los científicos han recurrido a una “tecnología de ensueño” conocida como fisión de singlete (SF). De acuerdo con el estudio publicado en la revista Journal of the American Chemical Society (JACS), la fisión de singlete permite que un solo fotón de alta energía se “divida” en dos paquetes de energía más pequeños (excitones). Es el equivalente a comprar un billete de lotería y que te den dos premios. 

“Tenemos dos estrategias principales para superar este límite”, explica Yoichi Sasaki, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Kyushu. “Una es usar la fisión de singlete para generar dos excitones a partir de un solo fotón”.

Pero había una trampa. Sasaki señala que, en condiciones normales, esta energía extra es “robada” inmediatamente por un mecanismo parásito llamado transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET). El premio se esfumaba antes de poder cobrarlo.

Aquí es donde entra el héroe de la historia. Según detalla la investigación de JACS, los científicos diseñaron un complejo metálico basado en molibdeno que actúa como un emisor “spin-flip” (inversión de espín). Al absorber la luz, un electrón de este material de molibdeno cambia su espín, lo que le permite capturar selectivamente esa energía multiplicada y bloquear al “ladrón” (FRET). El molibdeno logra, por primera vez de forma eficiente, recolectar el doble de energía.

El papel del molibdeno. Históricamente, el molibdeno ha sido valorado por ser un metal refractario extremo. El molibdeno tiene un punto de fusión brutal de 2620 °C, una baja expansión térmica y una excelente conductividad eléctrica y térmica. Estas propiedades lo hacen indispensable hoy en día para fabricar crisoles que resisten vidrio fundido, placas base para semiconductores y componentes para la electrónica de potencia que deben disipar calor de manera confiable.

Esa misma estabilidad dimensional y conductividad térmica son las que han permitido afinar sus propiedades químicas a nivel molecular para el “spin-flip”. Sin embargo, tal y como advierte la Universidad de Kyushu, estamos ante una prueba de concepto. El impresionante rendimiento del 130% se ha logrado en un entorno de laboratorio, combinando el complejo de molibdeno con materiales basados en tetraceno en una solución líquida. El próximo gran reto de la ingeniería será llevar esta solución del líquido al estado sólido.

Un salto cuántico forjado en equipo. Este hito nació de la colaboración con la Universidad Johannes Gutenberg (JGU) de Alemania. Fue el investigador Adrian Sauer quien conectó los estudios alemanes sobre el molibdeno con los esfuerzos del equipo japonés. La sinergia fue rotunda: el estudio de JACS certifica rendimientos cuánticos de entre el 112% y un asombroso 132%, logrando activar una media de 1,3 complejos de molibdeno por cada fotón absorbido.

Pero la onda expansiva de este descubrimiento trasciende los paneles solares. Tanto JACS como la Universidad de Kyushu destacan que dominar esta recolección de energía allana el camino hacia diodos emisores de luz (LEDs) ultraeficientes y promete revolucionar herramientas clave para la espintrónica y la emergente industria cuántica.

El final del techo físico. El límite del 100% de eficiencia en la captura de luz solar ha sido, durante décadas, un dogma inquebrantable en la física de materiales. Hoy sabemos que no era una pared de ladrillo, sino una puerta cerrada que solo necesitaba la llave adecuada.

Resulta fascinante comprobar cómo esa llave estaba escondida en el molibdeno, un elemento de la vieja guardia industrial, forjado en altas temperaturas y conocido por su extrema resistencia. Al fusionar la fuerza centenaria de la química de metales de transición con la vanguardia de la fisión de singlete, la ciencia ha demostrado que aún estamos muy lejos de tocar techo en nuestra carrera por exprimir cada fotón que nos regala el Sol.

Imagen | Freepik y John Chapman

Xataka | Occidente dejó de construir centrales nucleares porque eran demasiado caras: China le está dando una lección

AP.- Aumentaba la presión el domingo sobre el rapero estadounidense Kanye West para que sea retirado como estelar de un festival de música en Londres este verano, tras las críticas del primer ministro británico Keir Starmer.

Pepsi ya retiró su patrocinio al Wireless Festival que se realizará en Finsbury Park, en el norte de Londres, entre el 10 y el 12 de julio. Y se ha pedido a otros patrocinadores del evento, incluidos Budweiser y PayPal, a que hagan lo mismo.

Pepsi no dio una razón explícita para su decisión de retirarse del evento, y la publicidad del festival promovía el anuncio “Pepsi presents Wireless”.

“Pepsi ha decidido retirar su patrocinio del Wireless Festival”, señaló la empresa en un comunicado el domingo.

Kanye West estaba contratado para actuar ante unos 150 mil asistentes en las tres noches del festival.

El artista cambió su nombre a Ye en 2021, y en los últimos años ha generado una amplia controversia por una serie de comentarios antisemitas, además de expresar admiración por Adolf Hitler.

El año pasado lanzó una canción titulada “Heil Hitler”, unos meses después de anunciar la venta de una camiseta con una esvástica en su sitio web.

El músico, de 48 años de edad, se disculpó en enero por sus comentarios antisemitas en una carta publicada como anuncio de página completa en The Wall Street Journal. Afirmó que su trastorno bipolar lo llevó a caer en “un episodio maníaco de cuatro meses de comportamiento psicótico, paranoico e impulsivo que destruyó mi vida”.

Sus fans en un concierto con entradas agotadas el viernes en el SoFi Stadium de Los Ángeles —su primera gran actuación en Estados Unidos en casi cinco años— parecieron separar sus creencias personales y declaraciones públicas de su música, y estaban dispuestos a perdonarlo tras su carta de disculpa de enero.

Sin embargo, Starmer dijo que era “profundamente preocupante” que el rapero estuviera contratado para actuar en el festival, de larga trayectoria.

“El antisemitismo en cualquiera de sus formas es aborrecible y debe afrontarse con claridad y firmeza dondequiera que aparezca”, expresó Starmer en declaraciones publicadas por el periódico dominical The Sun. “Todos tienen la responsabilidad de garantizar que Gran Bretaña sea un lugar donde las personas judías se sientan seguras y protegidas”.

Esto ocurre mientras aumentan los casos de antisemitismo en Reino Unido.

El sábado, dos hombres y un adolescente de 17 años de edad quedaron bajo custodia, acusados de incendiar cuatro ambulancias operadas por un servicio comunitario judío en el noroeste de Londres. Y en octubre, dos hombres murieron en un ataque contra una sinagoga de Manchester.

Phil Rosenberg, presidente de Board of Deputies of British Jews, una organización judía comunitaria, dijo que era “absolutamente la decisión equivocada” permitir que Kanye West actuara.

El Wireless Festival no ha comentado al respecto.

Puede que España esté despuntando como gran potencia en energía solar y eólica, pero hay otras energías verdes que se le atragantan. El estado español no está teniendo olfato para el biogás. O mejor dicho: no le huele bien, en el sentido más literal de la palabra. Sin embargo, el sector ha pasado prácticamente de cero a cien en tiempo récord: en apenas dos años hay más de 200 proyectos de biogás sobre la mesa en diferentes fases de tramitación. Y traen consigo un problema: el biogás es la energía verde que nadie quiere cerca de casa.

El problema: transición energética vs. rechazo social. En la hoja de ruta de la transición energética de España (el PNIEC 2030), que tiene como objetivo final que el estado logre la neutralidad de emisiones para 2050, el biogás tiene su papel. Pero para hacerlo posible es requisito indispensable construir y poner en marcha plantas. 

Y aquí choca con una muralla de rechazo social en forma de plataformas ciudadanas, no tanto a la tecnología en sí, sino al modelo de implantación. Razones no faltan: desde el clásico miedo al mal olor a la falta de planificación territorial empresas promotoras que presentan proyectos sin pisar el territorio y hablar con quien vive allí, el gigantismo de algunas instalaciones o la sombra de las macrogranjas como argumentos, como explican para El País el profesor emérito de Ingeniería Ambiental de la Universidad Politécnica de Catalunya Xavier Flotats y el biólogo e investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales Fernando Valladares.

Por qué es importante. Que el biogás figure en la estrategia de transición energética de España implica que, tarde o temprano, va a materializarse; la clave ahora está en el cómo. Es, además, una vía directa hacia la soberanía energética que sustituye al gas natural. Basta echar un vistazo al mapa del precio de la electricidad en Europa para entenderlo: los países que dependen de combustibles fósiles importados sufren la volatilidad de los precios, mientras que quienes han apostado por alternativas propias logran una mayor independencia y estabilidad. 

Pero su valor va más allá de la energía. Estas plantas generan fertilizantes orgánicos que sustituyen a los químicos derivados del petróleo y ofrecen una solución real a la gestión de residuos. Los purines o los restos agrícolas se van a producir igual, con planta o sin ella; la diferencia es que el biogás permite convertirlos en un recurso en lugar de dejarlos como un problema medioambiental.

Contexto. Una planta de biogás es esencialmente un estómago donde bacterias descomponen los residuos orgánicos sin oxígeno, lo que se conoce como digestión anaeróbica. De aquí se obtienen dos productos: un gas rico en metano y un abono. En función del gas obtenido, la planta es de biogás a secas o biometano: el biogás es metano combinado con dióxido de carbono casi a partes iguales, de modo que es un combustible “flojo” que suele quemarse in situ para generar electricidad o calor local. Sin embargo, las plantas de biometano añaden un paso de refinado (retirar el dióxido de carbono), para obtener un gas similar al gas natural fósil.

En Europa, el sector del biogás es una industria consolidada con más de 19.000 plantas, de las cuales casi la mitad están en Alemania. Una imagen dice más que mil palabras: este mapa de plantas de biometano de Europa  del Gas Infrastructure Europe evidencia la densidad en estados como Alemania o Dinamarca frente al desierto español.

El dilema ecologista. Para el ingeniero Xavier Flotats, el rechazo generalizado es una contradicción:”Para algunos activistas, es mejor que un vertedero esté emitiendo metano a la atmósfera antes que llevar los residuos a una planta de biogás para hacer algo provechoso con ellos”. Y profundiza explicando que aunque ese digestato saliente tiene en peso el 95% de la composición de entrada, su composición cambia, se mineraliza y se convierte en fertilizante.

Valladares asegura que las plantas de biogás son greenwashing en tanto en cuanto el proceso no hace desaparecer los residuos, solo quitan el 5%. Y que “No se pueden entender las plantas de biogás sin las macrogranjas industriales de aves, cerdos y vacas”. Para el biólogo del Museo Nacional de Ciencias Naturales, las únicas plantas viables son pocas, pequeñas, seguras y caras. Marina Gros, representante de Ecologistas en Acción reconoce que “existen discrepancias dentro de la organización porque hay debate, hay visiones diferentes”. Y de hecho, han publicado una guía para evaluar caso por caso.

El elefante en la habitación. Bajo el dilema del biogás subyace inevitablemente la controversia de las macrogranjas: ante un eventual despliegue de plantas se daría la realidad de parte del biogás producido en el estado dependería de sus purines. Hay quien ve esto como aprovechar un problema ya existente, pero para otras personas supone un lavado de cara a un tipo de ganadería industrial diseñada para maximizar la productividad a menor coste frente al bienestar animal y el equilibrio ambiental del territorio.

Separar el grano de la paja. Ante este aluvión de proyectos, los expertos coinciden en la importancia de distinguir los planes sostenibles de los que no lo son. Algunas señales que marcan que un proyecto es razonable pasan por elegir una ubicación próxima a los residuos que gestiona y operar a escala comarcal, con un plan de utilización del digestato como fertilizante local y un diseño que garantice la estanqueidad total. 

Por el contrario, existen señales que son auténticas red flags: que la planta esté lejos de los residuos pero cerca de gasoductos, la ausencia de planes para el digestato, la recepción de residuos en fosas abiertas, la competición con otras plantas por la materia prima o una lógica de macroplanta industrial desvinculada del territorio.

En Xataka | Una extraña fuente de energía está poniendo en riesgo la unidad de Europa en materia energética: el estiércol

En Xataka | El as bajo la manga que tiene España para crecer aún más en el panorama de las renovables: biometano

Portada | Spencer DeMera y Eli DeFaria