Finlandia, a punto de crear la ventana solar inteligente: ya tiene un material que almacena energía y cambia de color en 2 segundos

Un investigador del Departamento de Química de la Universidad de Turku, en Finlandia, llamado Sachin Kochrekar, defendió su tesis doctoral, en la cual presentó materiales con dos funciones simultáneas: almacenar energía eléctrica y cambiar de color en menos de dos segundos.

Los materiales presentados por el científico son copolímeros basados en porfirina, una molécula presente también en la clorofila y la hemoglobina. Se sintetizan mediante electropolimerización y pueden depositarse como películas delgadas sobre sustratos flexibles, lo que los hace compatibles con vidrios, tejidos u otras superficies planas.

La propia universidad finlandesa difundió los resultados de la investigación de Kochrekar en una nota de prensa institucional.

Así es cambia de color el material de Finlandia en menos de dos segundos

El compuesto con níquel  (poly(NiTAPP-EDOT)) pasa por tres estados de color de forma reversible: negro, naranja y verde. Las versiones con zinc y sin metal alternan entre dos estados. Los cambios ocurren en menos de dos segundos por aplicación de corriente eléctrica y el color persiste una vez retirada la alimentación, sin necesidad de energía continua para mantenerlo.

Tras 5.000 ciclos de cambio, el material retiene más del 90 % de su capacidad de almacenamiento y alcanza una eficiencia coulómbica del 100 %. Estos valores de estabilidad lo sitúan como candidato para aplicaciones que requieran ciclos frecuentes, como ventanas que regulen la entrada de luz solar a lo largo del día.

La ventana solar inteligente que se oscurece y acumula energía sin perder capacidad

La aplicación más destacada que proyecta Kochrekar son las ventanas solares inteligentes, unas superficies que acumulan energía procedente de la radiación solar y se oscurecen de forma autónoma cuando la luz incidente es intensa, lo que reduce la carga de refrigeración del edificio.

La Universidad de Turku señaló en su nota de prensa que el material tiene «bajo coste de producción». Asimismo, el mismo copolímero tiene aplicaciones previstas en sensores, electrónica flexible, ropa inteligente, espejos retrovisores antideslumbrantes y pantallas.

La multifuncionalidad del material de Sachin Kochrekar, que integra almacenamiento y electrocromatismo en una sola capa, es el aspecto que la universidad destaca como diferenciador frente a soluciones actuales que requieren componentes separados.

Finlandia y la porfirina: el bloque molecular de la clorofila aplicado al almacenamiento de energía

La estructura del material se basa en la porfirina, una molécula orgánica que actúa como núcleo central de estos copolímeros. La porfirina es el mismo bloque estructural que da color a la clorofila en las plantas y a la hemoglobina en la sangre. En estos compuestos, el metal coordinado en su centro (níquel, zinc o ninguno) determina tanto el comportamiento óptico como el eléctrico del material.

«Los materiales son de bajo costo de producción, fáciles de controlar y altamente adaptables, y pueden integrarse en una amplia gama de aplicaciones, incluidos sustratos flexibles y elásticos. En el futuro, estos materiales podrían utilizarse, por ejemplo, en tecnología de sensores, electrónica flexible, ropa inteligente y soluciones de energía solar», explicó Sachin Kochrekar.

«Por ejemplo, nuevos tipos de ventanas inteligentes podrían almacenar simultáneamente energía solar y oscurecerse con el sol brillante, lo que reduciría la necesidad de refrigeración en el edificio», añadió.

La tesis doctoral de Sachin Kochrekar en la Universidad de Turku está disponible en el repositorio institucional. El trabajo se enmarca en la investigación de materiales sostenibles de bajo coste para almacenamiento de energía y electrónica flexible en Finlandia.