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Categoría: Energías Renovables y Naturales

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Application potential in solar technology, medical diagnostics and quantum computing

An international team of researchers has managed to control the energy flow in a molecule using the pH. The study, led by the Friedrich Alexander University Erlangen-Nuremberg (FAU), could contribute, for example, to the development of new sensors for medical diagnostics. The findings are also of interest for the construction of more efficient solar cells and for quantum computing. The results are in the magazine Nature communications appeared*. There the work was particularly mentioned as a research highlight. At the center of the study is a process called „single split “. In future generations of solar cells, for example, it should ensure better use of light and thus higher efficiencies. So far, a large part of the radiated energy has evaporated and is released as heat. This is due to the way solar cells work – in principle similar to a car horn. Whether you press sensitively onto the center of the steering wheel or hit your fist hard: the result is the same, namely a single Hupton. This is the same in conventional solar cells: every photon, no matter how energetic, excites a single electron, which is then available as a charge carrier. But there are light particles that actually have enough power for two electrons. „This is where the singlet split comes into play “, explains Prof. Dr. Dirk Guldi from the Chair of Physical Chemistry at FAU: „This process ensures that the energy of the photon is divided, so to speak, so that two electrons can be excited. Together with a team from the University of Alberta in Canada, we have now managed to make this process switchable. “ A punch on the steering wheel produces two huptones For this, the researchers used a molecule from the group of the so-called tetra scene. The connection is brought into the so-called singlet excitation state by high-energy photons. This then splits into two low-energy triplet states on – in a short time, so a strong blow to the steering wheel now produces two heptones. „We have chemically modified our molecule so that it binds protons in an acidic environment “, explains Guldi. „This changes its properties so that the singlet split can no longer take place. “ If there is no splitting, the single state disintegrates within a short time with the release of light. The connection therefore lights up in an acidic environment. In contrast, it remains dark in an alkaline environment. „This mechanism could possibly be used for new sensors for medical diagnostics “, explains Guldi. In addition, success allows new insights into the way in which the singlet cleavage takes place in tetracenes. With this knowledge, the process may be further optimized in the future, the scientist hopes. „Until new, significantly more efficient solar cells can be designed, there is still a lot of work ahead of us “, he says. „But our results could be another important step in this way. “ They could also open up new perspectives for the development of quantum computers that can solve certain problems particularly quickly. FAU News

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mayo 6, 2025

Potencial de aplicación en tecnología solar, diagnóstico médico y computación cuántica

Un equipo internacional de investigadores ha logrado controlar el flujo de energía en una molécula utilizando el pH. El estudio, dirigido por la Universidad Friedrich Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU), podría contribuir, por ejemplo, al desarrollo de nuevos sensores para el diagnóstico médico. Los hallazgos también son de interés para la construcción de células solares más eficientes y para la computación cuántica. Los resultados están en la revista Comunicaciones de naturaleza aparecido*. Allí el trabajo fue mencionado particularmente como un punto culminante de la investigación. En el centro del estudio hay un proceso llamado „single split “. En las generaciones futuras de células solares, por ejemplo, debería garantizar un mejor uso de la luz y, por lo tanto, una mayor eficiencia. Hasta ahora, una gran parte de la energía irradiada se ha evaporado y se libera como calor. Esto se debe a la forma en que funcionan las células solares – en principio similar a la bocina de un automóvil. Ya sea que presione con sensibilidad en el centro del volante o golpee el puño con fuerza: el resultado es el mismo, es decir, un solo Hupton. Esto es lo mismo en las células solares convencionales: cada fotón, no importa cuán energético, excita un solo electrón, que luego está disponible como portador de carga. Pero hay partículas de luz que en realidad tienen suficiente potencia para dos electrones. „Aquí es donde entra en juego la división de singletes “, explica el profesor. Dr. Dirk Guldi de la Cátedra de Química Física de FAU: „Este proceso asegura que la energía del fotón se divida, por así decirlo, para que dos electrones puedan excitarse. Junto con un equipo de la Universidad de Alberta en Canadá, ahora hemos logrado que este proceso sea conmutable. “ Un golpe en el volante produce dos huptones Para esto, los investigadores utilizaron una molécula del grupo de la llamada escena tetra. La conexión es llevada al llamado estado de excitación singlete por fotones de alta energía. Esto luego se divide en dos estados de triplete de baja energía en – en poco tiempo, por lo que un fuerte golpe en el volante ahora produce dos heptones. „Hemos modificado químicamente nuestra molécula para que se una a los protones en un ambiente ácido “, explica Guldi. „Esto cambia sus propiedades para que la división singlete ya no pueda tener lugar. “ Si no hay división, el estado único se desintegra en poco tiempo con la liberación de luz. Por lo tanto, la conexión se ilumina en un ambiente ácido. En contraste, permanece oscuro en un ambiente alcalino. „Este mecanismo podría usarse para nuevos sensores para diagnósticos médicos “, explica Guldi. Además, el éxito permite nuevos conocimientos sobre la forma en que se produce la escisión singlete en los tetracenos. Con este conocimiento, el proceso puede optimizarse aún más en el futuro, espera el científico. „Hasta que se puedan diseñar nuevas células solares significativamente más eficientes, todavía queda mucho trabajo por delante “, dice. „Pero nuestros resultados podrían ser otro paso importante de esta manera. “ También podrían abrir nuevas perspectivas para el desarrollo de computadoras cuánticas que puedan resolver ciertos problemas de manera particularmente rápida. FAU News. Traducido al español

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mayo 6, 2025

Impulsando un Futuro Sostenible: Innovación Energética para la Era Digital

Desde la energía renovable hasta los combustibles alternativos y las ganancias de eficiencia del centro de datos, estamos invirtiendo en innovación energética para impulsar el mundo digital del mañana Estamos entrando en el edad inteligente, donde tecnologías como AI e Internet de las cosas (IoT) están impulsando avances innovadores en todas las industrias. Junto con estas innovaciones impulsadas por datos y que consumen energía, existe una creciente demanda de energía para impulsar no solo la tecnología sino también las necesidades de fabricación, transporte y residenciales. Se pronostica que la demanda mundial de electricidad alcanzará los 31,000 a 36,000 teravatios-hora (TWh) para 2030, y luego se duplicará aproximadamente a entre 52,000 y 71,000 TWh para 2050.[1] A medida que aumenta la demanda de energía, tenemos la oportunidad y el mandato de construir una infraestructura energética confiable, sostenible y escalable que pueda respaldar nuestro futuro colectivo. En todo el mundo, estamos en medio de una transición energética. Las fuentes de energía renovables representaron el 30% de la generación mundial de electricidad en 2023; se espera que aumente al 46% para 2030.[2] Para satisfacer la creciente demanda de usuarios industriales, comerciales y residenciales, la capacidad de energía renovable debe aumentar drásticamente en los próximos años. Escalar la generación de energía renovable rápidamente conlleva muchos desafíos y requerirá una inversión y un compromiso significativos de los gobiernos y los líderes de la industria. Numerosos factores están impulsando la demanda de electricidad: Mientras tanto, la red de energía ha luchado para mantener el ritmo de las crecientes necesidades de electricidad.[3] Necesitaremos desbloquear colectivamente una capacidad de energía adicional más rápido para satisfacer las necesidades de electricidad de todo el mundo y garantizar la estabilidad futura de la red. Equinix y los líderes mundiales se están inclinando hacia adelante para enfrentar este desafío. Debido a que los centros de datos proporcionan una infraestructura esencial para la economía digital, desempeñamos un papel importante en el tratamiento de las limitaciones energéticas a nivel mundial. Impulsar las instalaciones del centro de datos hacia el futuro es un desafío complejo que debemos abordar desde varios ángulos. Weirll necesita invertir en nueva generación de energía, explorar fuentes de energía alternativas, mejorar la eficiencia del centro de datos y adaptar la forma en que los centros de datos interactúan con la red. En última instancia, podemos evolucionar los centros de datos para que sean activos que contribuyan a la estabilidad de la red energética global y de la sociedad en general. Ampliación de la adquisición de energía renovable y la generación in situ Según un estudio de la Agencia Internacional de Energía (AIE), se espera que el consumo de energía de los centros de datos aumente significativamente en los próximos años, alcanzando del 3% al 4% del uso mundial de electricidad para fines de la década.[4] Para apoyar las necesidades energéticas de nuestra industria, así como de nuestros clientes y del mundo en general, necesitaremos múltiples fuentes de energía y enfoques para fortalecer la red. Actualmente, solo se ha implementado alrededor del 10% de las tecnologías de bajas emisiones necesarias para 2050 para cumplir con los compromisos globales.[5] Por lo tanto, hay mucho trabajo por hacer para construir nuevos activos e infraestructura energética. Equinix se compromete a obtener energía 100% limpia y renovable en toda nuestra cartera global para 2030. Buscamos nuevas fuentes de generación de energía, adquirimos energía renovable localmente cuando sea posible y tenemos en cuenta su disponibilidad para nuevas ubicaciones de centros de datos. Weizve ya logró una cobertura de energía renovable del 96% a nivel mundial y tiene 250 sitios con una cobertura de energía renovable del 100%. Para cumplir con nuestros objetivos, estamos escalando nuestro uso de energía renovable con énfasis en acuerdos de compra de energía (PPA)— contratos a largo plazo entre compradores y desarrolladores de energía renovable para comprar electricidad a precios predeterminados. Tenemos 1.2 GW de PPA bajo contrato para proyectos solares y eólicos hoy. Solo en 2024, ejecutamos 370 MW de estos PPA. Las instalaciones solares también juegan un papel valioso en la descarbonización de las operaciones del centro de datos y la adición de capacidad de nueva generación a las redes locales. Si bien no es posible generar suficiente energía para nuestros centros de datos solo a partir de proyectos solares en el sitio, son una parte importante de la estrategia general de energía renovable de Equinix. Weizve instaló paneles solares en sitios de América del Sur, Europa y Australia, con una capacidad total de 6 MW a nivel mundial. Instalación solar en una instalación de Equinix en Mumbai, India Exploración de energía alternativa y combustibles Impulsar un futuro sostenible también requiere que investiguemos nuevas fuentes alternativas de energía. Las celdas de combustible, por ejemplo, pueden generar electricidad de manera más eficiente que las tecnologías de combustión tradicionales al convertir directamente la energía química en energía eléctrica sin combustión. Las centrales eléctricas basadas en la combustión generalmente generan electricidad a eficiencias de alrededor del 35%, mientras que los sistemas de celdas de combustible pueden generar electricidad a eficiencias de hasta el 60%.[6] Por lo tanto, las celdas de combustible ofrecen emisiones significativamente más bajas y evitan el uso de agua incrustada, así como el beneficio de cero óxidos de nitrógeno o partículas. Equinix ha desplegado 72 MW de celdas de combustible en todo el mundo, con 104 MW de celdas de combustible totales contratadas. Estas celdas de combustible aceptan hasta un 50% de hidrógeno, lo que nos permite evitar 285,000 emisiones de MTCO2e y 382 mil millones de galones de uso de agua incrustada. El aceite vegetal hidrotratado (HVO) es un combustible alternativo que tiene el potencial de servir como fuente de energía para la generación de energía de respaldo en los centros de datos. En 2024, Equinix probó HVO, que puede ofrecer hasta un 90% de reducción neta de CO2, como un reemplazo directo para el diesel convencional en generadores de respaldo. Weirre ahora está pilotando el uso de HVO dentro de los metros de Londres, París y Frankfurt. Mejora de la eficiencia del centro de datos

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abril 29, 2025

Industria eólica en Alemania: vuelos de drones sobre aerogeneradores

Artículo técnico «Crítico: Drones y herramientas de IA para maximizar el valor» Un artículo reciente en la revista especializada “Wind Industry in Germany” destaca la importancia de los drones y las herramientas de IA para la maximización del valor sostenible de las turbinas eólicas. En Droniq también nos centramos desde hace años en el uso específico de la tecnología de drones profesionales y ofrecemos soluciones que ya han demostrado su eficacia en la práctica. Inspección con drones: rápida, precisa y segura Los vuelos con energía eólica forman parte desde hace tiempo de la actividad diaria de Droniq. El foco está en la inspección de aerogeneradores mediante drones , un método que no solo es rápido y eficiente en el uso de recursos, sino que también ofrece la más alta calidad de datos. Ya sea para comprobar las palas del rotor, documentar las condiciones de la superficie o detectar anomalías térmicas, nuestros servicios cubren todos los requisitos esenciales. Nuestro portafolio de servicios incluye: La eficiencia se une a la experiencia Realizamos vuelos con energía eólica de forma segura y fiable: con hardware profesional de DJI como la serie Matrice , sistemas de cámaras de alta resolución y una planificación de misiones precisa.  Los beneficios para nuestros clientes: El siguiente paso: digitalización e IA Como también muestra el artículo, el futuro está en la vinculación inteligente de datos. En Droniq, confiamos cada vez más en herramientas de evaluación automatizadas e interfaces para sistemas de mantenimiento digital para integrar sin problemas los datos de inspección de nuestros clientes en sus flujos de trabajo, para obtener un valor agregado real durante todo el ciclo de vida de una turbina eólica. Droniq News. Traducido al español

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abril 28, 2025

¿Qué mantiene la corriente alterna sincronizada cuando los grandes generadores de energía se desconectan?

Los generadores de energía tradicionales a gran escala garantizan una frecuencia estable de corriente alterna en la red eléctrica europea. Ahora, los investigadores de ETH Zurich han encontrado una solución para que las plantas de energía eólica y solar puedan hacerse cargo de – allanando el camino para la transición energética. En resumen En el futuro, Europa se alimentará predominantemente de energías renovables. La expansión de la capacidad eólica y solar, y el suministro de energía suficiente en invierno, son solo dos de los desafíos que esto presenta. El público en general desconoce en gran medida los cambios fundamentales que esto conlleva en la red eléctrica: mientras que los generadores de las centrales eléctricas tradicionales a gran escala (es decir, hidroeléctricas, de carbón y nucleares) antes mantenían la red estable con sus mecanismos simples y lentos, ahora se necesitan convertidores controlados electrónicamente. Proteger estos convertidores de fallos de la red, como caídas de tensión y cortocircuitos, no es tarea fácil. Ahora, el grupo dirigido por Florian Dörfler, profesor de Control de Sistemas Complejos en la ETH de Zúrich, ha aportado una solución. En primer lugar, es importante saber que la electricidad que circula por las redes eléctricas europeas se basa en tecnología de corriente alterna, lo que significa que la dirección de la corriente se invierte cada centésima de segundo. Esta frecuencia la establecen los generadores de las grandes centrales eléctricas, que se sincronizan entre sí a través de la red. Por otro lado, las centrales eólicas y solares producen corriente continua, que debe ser convertida en corriente alterna mediante convertidores. Los convertidores actuales se adaptan a la frecuencia de la red e inyectan su energía sincronizada con ella. Este enfoque funciona mientras haya suficientes centrales eléctricas grandes con turbinas operando en la red. Sin embargo, si un número creciente de centrales eléctricas de carbón y nucleares dejan de funcionar en el futuro, estos generadores de sincronización se perderán y será necesario reemplazarlos. “Solo es posible adaptarse a una frecuencia si ya se ha establecido una previamente”.Florian Dörfler Mecanismo de protección radical En el futuro, se necesitarán convertidores de red, es decir, convertidores que no se limiten a seguir una frecuencia, como ocurre actualmente, sino que contribuyan activamente a estabilizarla. Hasta ahora, los ingenieros no contaban con una solución viable para que estos convertidores de red pudieran seguir funcionando en caso de cortocircuito o caída de tensión en la red eléctrica, a la vez que estuvieran protegidos contra sobrecargas. Los convertidores actuales cuentan con un mecanismo de protección que garantiza su desconexión de la red en caso de fallo. Esta protección es necesaria porque, si se produjera una caída de tensión importante en la red eléctrica, el convertidor intentaría compensar la falta inyectando una corriente elevada. Esto sobrecargaría el convertidor y lo dañaría irreparablemente en cuestión de milisegundos. Gracias a nuevos algoritmos de control inteligente, el grupo de Dörfler ha logrado que los convertidores de red sigan funcionando incluso en caso de fallo de la red. Ya no es necesario un apagado riguroso. Este enfoque permite que una planta eólica o solar permanezca en línea, siga suministrando energía y, por lo tanto, contribuya a estabilizar la frecuencia de la red incluso en caso de fallo. De esta manera, el sistema puede asumir la función que actualmente desempeñan los generadores de energía tradicionales a gran escala. El controlador del convertidor mide continuamente los parámetros de la red y lo ajusta en tiempo real mediante un bucle de retroalimentación. La ETH de Zúrich ha solicitado una patente para los nuevos algoritmos. Tesis de maestría en la industria La idea inicial surgió de Maitraya Desai, estudiante de maestría de Dörfler y actual doctorado en la ETH. Desai se dio cuenta de que, en caso de fallos en la red, es mejor gestionar la tensión de la red y la frecuencia de la corriente alterna por separado. Dado que es difícil mantener la tensión en caso de fallo en la red, el nuevo algoritmo de control se centra en la frecuencia e intenta mantenerla estable en la red en cualquier circunstancia. Al mismo tiempo, el algoritmo limita la corriente para evitar sobrecargar el convertidor, permitiendo al mismo tiempo que la tensión varíe libremente. Tras realizar los cálculos, los investigadores de la ETH los comprobaron en simulaciones por ordenador y, finalmente, en un pequeño sistema de prueba en el laboratorio. Dado que las mejoras se limitan exclusivamente al software, no es necesario que la industria construya sistemas de demostración. En su lugar, puede incorporar los algoritmos directamente en su software de control. Dörfler planea colaborar estrechamente con socios industriales interesados ​​para este fin. Por ejemplo, el objetivo es que los estudiantes de la ETH realicen sus tesis de máster en empresas industriales, contribuyendo así a la implementación del nuevo enfoque en los productos de sus socios. “Nosotros y otros llevamos 15 años investigando este campo”, afirma Dörfler. “Nuestro enfoque es actualmente la mejor solución para el problema”. Los nuevos algoritmos contribuyen a la estabilidad de la red eléctrica, reducen el riesgo de apagones y allanan el camino para la transición de grandes generadores de energía centralizados a un sistema descentralizado y flexible de centrales eléctricas más pequeñas que suministran energía renovable. Por consiguiente, podrían representar un elemento clave en la transición energética. ETH Zürich. F. B. Traducido al español

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abril 17, 2025

What keeps alternating current in sync when large power generators go offline?

Traditional large-scale power generators ensure a stable frequency of alternating current in the European power grid. Now, researchers from ETH Zurich have found a solution so that wind and solar power plants can take over – paving the way for the energy transition. In brief In the future, Europe is to be dominantly powered by renewable energy. The expansion of wind and solar power capacity and the provision of sufficient power in winter are just two of the challenges that this presents. The general public is largely unaware of the accompanying fundamental changes in the power grid: whereas the generators of traditional large-scale power stations – that is, of hydroelectric, coal-fired and nuclear power stations – previously kept the grid stable with their simple and sluggish mechanisms, there is now a need for electronically controlled converters. Protecting these converters from grid malfunctions such as voltage dips and short circuits is by no means an easy undertaking. Now, the group led by Florian Dörfler, Professor of Complex Systems Control at ETH Zurich, has provided a solution. First of all, it is important to know that the electricity flowing through Europe’s power grids is based on alternating current technology, meaning that the direction of the current reverses every hundredth of a second. This frequency is established by the generators in large power stations, which are synchronised with one another via the grid. On the other hand, wind and solar power plants produce direct current, which has to be converted into alternating current by converters. Today’s converters adapt to the grid frequency and inject their power in sync with it. This approach works as long as there are enough large power plants with turbines operating in the grid. However, if an increasing number of coal-fired and nuclear power stations go offline in the future, these timing generators will be lost – and a replacement will be needed. “You can only adapt to a frequency if one has been established in the first place.”Florian Dörfler Radical protective mechanism In the future, there will be a need for grid-forming converters – that is, converters that do not simply follow a frequency, as is the case today, but rather actively help to stabilise it. Until now, engineers did not have a viable solution for how these grid-forming converters could continue to operate in the event of a short circuit or a voltage dip in the power grid while also being protected against overloading. Today’s converters have a protective mechanism which ensures that they disconnect from the grid in the event of a grid malfunction. This protection is necessary because, if there were to be a large voltage dip in the power grid, the converter would attempt to compensate for the missing voltage by injecting a high current. This would overload the converter and damage it irreparably in the space of milliseconds. With new algorithms for intelligent control, Dörfler’s group has now succeeded in continuing to operate the grid-forming converters even in the event of a grid malfunction. A rigorous shutdown is no longer necessary. This approach allows a wind or solar power plant to remain online, continue supplying power, and therefore contribute to stabilising the grid frequency even in the event of a grid malfunction. Accordingly, the system can assume the role currently performed by traditional large-scale power generators. The converter’s controller measures the grid parameters continuously and adjusts the converter in real time via a feedback loop. ETH Zurich has applied for a patent on the new algorithms. Master’s theses in industry The initial idea came from one of Dörfler’s Master’s students, who is now doing a doctorate at ETH: Maitraya Desai realised that, in the event of grid malfunctions, it is best to deal with the grid voltage and the frequency of the alternating current separately. As it is difficult to maintain the voltage in the event of a grid malfunction, the new control algorithm focuses on the frequency and attempts to keep it stable in the grid under all circumstances. At the same time, the algorithm limits the current to avoid overloading the converter – while allowing the voltage to vary freely. After first carrying out calculations, the ETH researchers checked these calculations in computer simulations and finally in a small test system in the lab. As the improvements relate purely to software, there is no need for industry to build demonstration systems. Rather, it can incorporate the algorithms directly into its control software. Dörfler is planning to work closely with interested industry partners to this end. For example, the aim is for ETH students to do their Master’s theses at industrial companies, thereby helping to implement the new approach in industrial partners’ products. “We and others have been researching this field for 15 years,” says Dörfler. “Our approach is currently the best way of solving the problem.” The new algorithms contribute to the stability of the power grid, reduce the risk of blackouts and pave the way for a transition from large, centralised power generators to a decentralised, flexible system of smaller power stations supplying renewable energy. Accordingly, they could represent a key building block in the energy transition. ETH Zürich News.

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abril 17, 2025

Stanford lanza un sitio web gratuito para que el público aprenda sobre la eficiencia energética extrema

Aprenda cómo aplicar el diseño integrador para mejorar radicalmente la eficiencia energética mientras mantiene o mejora la calidad de su vida o sus productos y servicios. Más del 80% de la energía que ingresa a nuestros sistemas de energía modernos se desperdicia antes de brindar un servicio útil. Podemos cambiar eso diseñando estos sistemas para evitar el desperdicio desde el principio. Stanford University es nuevo Centro de Aprendizaje de Eficiencia Energética Extrema puede ayudar a cualquiera a aprender cómo aplicar la práctica del diseño integrador, a veces llamado “pensamiento de sistemas completos,” para ofrecer servicios de energía sin cambios o mejorados mientras gasta menos dinero y usa una fracción de la energía. Gratis y abierto al público, el sitio web comparte contenido de Stanford Eficiencia Energética Extrema curso, que Amory Lovins y Joel Swisher, PhD ’91, PE, han estado co-enseñando desde 2018 a través del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE). La clase ha atraído a ingenieros, estudiantes de políticas y líderes de sostenibilidad de toda la universidad. Lovins es físico, cofundador de RMI (fundado como Rocky Mountain Institute), y en Stanford es académico y profesor del Instituto Precourt de Energía en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Ha asesorado a muchos gobiernos e industrias sobre cómo reducir el desperdicio, mejorar el rendimiento y ahorrar dinero a través de un mejor diseño, no de una tecnología más grande. A menudo llamado “Einstein de eficiencia energética,” Lovins ha dado forma a la forma en que el mundo entiende la energía desde la década de 1970. Swisher, un experto en tecnología y política de eficiencia energética, ha impartido varios cursos de posgrado en CEE en Stanford desde 2003 y es un ex alumno de RMI, habiendo servido como su director gerente de investigación y consultoría. También diseñó el plan de estudios para el Instituto de Estudios de Energía de Western Washington Universityuno de los primeros programas interdisciplinarios de energía de los nacionales para estudiantes universitarios. “Integrative design for extreme energy efficiency is not a new technology. It’s a new way of thinking,” Lovins teaches his students. The course is often described as a mind-expanding experience in rethinking how we provide energy services. Now, with the launch of the Extreme Energy Efficiency Learning Hub, the course material is available to all for free. “El objetivo del Extreme Energy Efficiency Learning Hub es permitir que los ingenieros, los formuladores de políticas y cualquier persona interesada en soluciones con beneficios compuestos en todo el mundo aprendan sobre el diseño integrador para grandes ahorros de energía y recursos en edificios, transporte, industria y electricidad,” dijo Jane Woodward, MS ’82, MBA ’87. Woodward es uno de los instructores del curso Understand Energy y del curso emprendedor Stanford Climate Ventures. También es miembro del consejo asesor del Instituto Precourt de Energía, que construyó el Extreme Energy Efficiency Learning Hub con su apoyo. ¿Cuándo se vuelve extrema la eficiencia energética? Desde 1950, la eficiencia energética ha brindado más servicios de energía de los Estados Unidos que cualquier otra fuente, incluidos petróleo, gas y carbón – reduciendo el uso de energía por dólar del PIB en un 70%. Aún así, la mayoría de las ganancias de eficiencia se han centrado en actualizaciones incrementales, como mejores bombillas o agregar aislamiento, en lugar de repensar todo el sistema. El Extreme Energy Efficiency Learning Hub invita a los estudiantes a ir más allá y utilizar el diseño integrador para lograr ahorros de energía de orden de magnitud que no solo son técnicamente posibles, sino que a menudo son más baratos y mejores. Ese salto requiere un cambio de mentalidad. “Si comienzas optimizando un componente, es poco probable que optimices el sistema. Pero si te enfocas en optimizar el sistema, los componentes correctos a menudo se vuelven obvios,” dijo Swisher. Estas no son ideas teóricas. Los sistemas del mundo real como edificios, vehículos e industrias rediseñados utilizando estos principios usan de 50% a 90+% menos de energía al tiempo que mejoran el rendimiento y reducen los costos. En todo el Extreme Energy Efficiency Learning Hub, los estudios de caso explican estos procesos en la práctica. Pilares de diseño integrador “La eficiencia energética moderna no agota un recurso concentrado como el petróleo o el cobre. Hecho de ideas, no agota más que la estupidez,” dijo Lovins desde su casa supereficiente a 7.100 pies de altura en Old Snowmass, Colorado, calentado durante todo el año solo por la ganancia solar pasiva. Ese enfoque basado en ideas es lo que el Extreme Energy Efficiency Learning Hub está diseñado para cultivar. En su núcleo están los pilares del diseño integrador, un marco para aplicar el pensamiento de sistemas completos al diseño energéticamente eficiente. Estos pilares ayudan a los equipos a desafiar las suposiciones convencionales y considerar sistemas completos en lugar de partes aisladas. Cada pilar está acompañado de ejemplos, indicaciones de diseño y preguntas guía. Tome vehículos: Por cada dólar gastado en gasolina para los automóviles actuales, menos de 1 centavo mueve al conductor y a los pasajeros. El resto se pierde en la calefacción de aire, neumáticos y carreteras, y principalmente en el movimiento del vehículo pesado en sí. “La eficiencia no se trata de hacer menos, peor o sin ella, dice” Lovins. “Se trata de hacer más y mejor con menos – a menudo de maneras deliciosamente sorprendentes.” El Extreme Energy Efficiency Learning Hub no es solo un recurso técnico. Como Lovins y Swisher nos recuerdan, los ahorros radicales de energía no requieren una nueva tecnología heroica. En cambio, este centro de aprendizaje es una llamada para comenzar con el final en mente sobre cómo y por qué usamos la energía. Por ejemplo, ¿por qué calentamos edificios? ¿Para mantener el aire caliente? ¿O para calentar cuerpos? Enmarcar el desafío como mantener a las personas cómodas, en lugar de calentar edificios, abre un conjunto completo de soluciones nuevas, innovadoras y energéticamente eficientes. El centro también explora barreras técnicas y políticas, palancas económicas y estrategias de implementación en todos los sectores. En un mundo moldeado por la urgencia climática, las presiones económicas y las

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abril 15, 2025

Permitir la innovación energética a escala

Como parte de la serie de oradores de MITEIians, la CEO de The Engine, Emily Knight, explicó cómo llevar la innovación de “hard tech” de la idea al impacto. Permitir y mantener una transición de energía limpia depende no solo de la tecnología innovadora para redefinir los sistemas energéticos mundiales, sino también de que la innovación ocurra a escala. Como parte de una serie de oradores en curso, MIT Energy Initiative (MITEI) recibió a Emily Knight, presidenta y CEO de The Engine, una incubadora y aceleradora sin fines de lucro dedicada a fomentar soluciones tecnológicas para los desafíos más urgentes del mundo. Explicó cómo su organización está cerrando la brecha entre los avances de la investigación y el impacto comercial escalable. “Nuestra misión desde el principio fue apoyar y acelerar lo que llamamos ‘compañías de tecnología difícil ’ [empresas] que tenían esta visión para resolver algunos de los problemas más grandes del mundo, dijo— Knight. The Engine, un spinout del MIT, acuñó el término “hard tech” para representar no solo la durabilidad de la tecnología, sino también la complejidad y la escala de los problemas que resolverá. “Somos una incubadora y aceleradora enfocada en construir una plataforma y crear lo que creo que es una comunidad abierta para las personas que quieren construir tecnología dura, que quieren financiar tecnología dura, que quieren trabajar en una empresa de tecnología dura y, en última instancia, ser parte de esta comunidad.” dijo Knight. Según Knight, The Engine crea “un huerto de innovación” donde los equipos de investigación en etapa inicial tienen acceso a la infraestructura y los recursos necesarios para llevar sus ideas del laboratorio al mercado al tiempo que maximizan el impacto. “Usamos este camino — desde la idea hasta la inversión, luego la inversión para impactar — en gran parte del trabajo que hacemos,” explicó Knight. Ella dijo que la tecnología dura existe en la intersección de varios factores de riesgo: tecnología, mercado y cliente, regulación y escala. Knight destacó el spinout del MIT Commonwealth Fusion Systems (CFS) — uno de los muchos spinouts del MIT dentro del ecosistema de The Engineering que se centran en la energía — como un ejemplo de cómo The Engine alienta a los equipos a trabajar a través de estos riesgos. En los primeros días, se le dijo al equipo del CFS que asumiera que su nueva tecnología de fusión funcionaría. “Si solo te preocupa que tu tecnología funcione, levantarás la cabeza y tendrás a las personas adecuadas en tu equipo que están construyendo las relaciones de asuntos públicos para que, cuando lo necesites, puedas ubicar y terminar tu primer reactor de fusión, explicó Knight. “No sabes a dónde ir para la próxima ronda de financiación, y no sabes quién en el gobierno va a ser tus defensores cuando los necesites “Creo que [CFSals] octavo empleado era una persona de asuntos públicos,”, dijo Knight. Con los importantes riesgos regulatorios, de escala y de los clientes asociados con la energía de fusión, construir su equipo sabiamente fue esencial. Traer a una persona de asuntos públicos ayudó al CFS a crear conciencia y entusiasmo en torno a la energía de fusión en la comunidad local y construir los programas comunitarios necesarios para la financiación de subvenciones. El creciente ecosistema de ingenieros de empresarios, investigadores, instituciones y agencias gubernamentales es un componente clave del apoyo ofrecido a los investigadores en etapa inicial. El ecosistema crea un espacio para compartir conocimientos y recursos, que Knight cree que es fundamental para navegar por los desafíos únicos asociados con Tough Tech. Este apoyo puede ser especialmente importante para los nuevos empresarios: “Este líder que va de estudiante de doctorado a CEO — es un viaje muy, muy grande que sucede en el momento en que obtienes fondos,” dijo Knight. “Saber que estás en una comunidad de personas que están en ese mismo viaje es realmente importante.” El motor también extiende este apoyo a la comunidad en general a través de programas educativos que guían a los participantes a través del proceso de traducir su investigación del laboratorio al mercado. Knight destacó dos nuevas empresas de clima y energía que se unieron a The Engine a través de uno de esos programas dirigido a estudiantes graduados y postdoctorados: Lithios, que está produciendo litio sostenible y de bajo costo, y Lydian, que está desarrollando combustibles de aviación sostenibles. El motor también ofrece acceso al capital de los inversores con una comprensión íntima de las empresas tecnológicas difíciles. Ella dijo que los socios de las agencias gubernamentales pueden ofrecer apoyo adicional a través de oportunidades de financiamiento público y destacó que las subvenciones de los Estados Unidos. El Departamento de Energía fue clave en la financiación temprana de otro spinout del MIT dentro de su ecosistema, Sublime Systems. En respuesta al cambio político actual de las inversiones climáticas, así como la incertidumbre en torno a la financiación del gobierno, Knight cree que las conexiones dentro de su ecosistema son más importantes que nunca a medida que las nuevas empresas exploran fondos alternativos. “Weisre está pensando en mecanismos de financiación que podrían ser más confiables. Ese es nuestro papel como incubadora.” Poder convocar a las personas adecuadas para abordar un problema es algo que Knight atribuye a su educación en la Escuela de Administración Hotelera de Cornell University. “Mi espíritu en todo esto es sobre el servicio,” declaró Knight. “Weirre evoluciona constantemente nuestros recursos y cómo ayudamos a nuestros equipos en función de las brechas que enfrentan.” MITEI presenta: Avanzar en la Transición Energética es una serie de oradores de la Iniciativa Energética del MIT que destaca a expertos y líderes en energía a la vanguardia de las soluciones científicas, tecnológicas y políticas necesarias para transformar nuestros sistemas energéticos. El próximo seminario de esta serie será el 30 de abril con Manish Bapna, presidente y CEO del Consejo de Defensa de Recursos Naturales. Visita Página de eventos de MITEIirs para más información sobre esto y eventos adicionales. MIT News. Ch. W. Traducido al español

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abril 10, 2025

La cepa “trick” mejora la eficiencia de las células solares de perovskita

Los investigadores de EPFL han encontrado una manera de reducir drásticamente la pérdida de energía y aumentar la eficiencia de las células solares de perovskita mediante la incorporación de rubidio utilizando tensión de celosía, una ligera deformación en la estructura atómica que ayuda a mantener el rubidio en su lugar. La energía solar es una de las soluciones más prometedoras para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Pero hacer que los paneles solares sean más eficientes es un desafío constante. Las células solares de perovskita (PSC) han cambiado el juego, ofreciendo mejoras rápidas en la eficiencia y el potencial de fabricación de bajo costo. Sin embargo, todavía sufren pérdidas de energía y problemas de estabilidad operativa. El desafío con perovskitas de banda ancha Las células solares de perovskita, particularmente las utilizadas en configuraciones en tándem, se basan en materiales de banda ancha (WBG)—semiconductores que absorben luz de mayor energía («más azul») mientras permiten que la luz de menor energía (más roja) pase a través de— para maximizar la eficiencia. Sin embargo, las formulaciones de perovskita de banda ancha a menudo sufren de segregación de fase, donde los diferentes componentes se separan con el tiempo, lo que provoca una disminución en el rendimiento. Una solución es agregar rubidio (Rb) para estabilizar los materiales de WBG, pero hay un problema: Rb tiende a formarse fases secundarias no deseadas, lo que reduce su eficacia en la estabilización de la estructura de perovskita. La solución EPFL: tensión al rescate Científicos liderados por Lukas Pfeifer y Likai Zheng en el grupo de Michael Grätzel en EPFL ahora han encontrado una manera de obligar a Rb a quedarse donde se necesita. Al utilizar «cepa de celosía» de la película de perovskita, lograron incorporar iones Rb en la estructura, lo que impidió la segregación de fase no deseada. Este novedoso enfoque no solo estabiliza el material WBG sino que también mejora su eficiencia energética al minimizar la recombinación no radiativa, un culpable clave en la pérdida de energía. Los investigadores utilizaron la red stra—a distorsión controlada en la estructura atómica—para mantener Rb bloqueado en la red de perovskita. Lo hicieron ajustando la composición química y ajustando con precisión el proceso de calentamiento y enfriamiento. Calentamiento rápido seguido de tensión inducida por enfriamiento controlado, evitando que Rb forme fases secundarias no deseadas y asegurando que se mantuviera integrado dentro de la estructura. Verificación y ajuste del enfoque Para confirmar y comprender este efecto, el equipo utilizó Difracción de radiografías para analizar los cambios estructurales, estado sólido resonancia magnética nuclear rastrear la colocación atómica de Rb y el modelado computacional para simular cómo interactúan los átomos en diferentes condiciones. Estas técnicas proporcionaron una imagen detallada de cómo la cepa estabilizó la incorporación de Rb. Además de la tensión de la red, también encontraron que la introducción de iones de cloruro es clave para estabilizar la red al compensar las diferencias de tamaño entre los elementos incorporados. Esto aseguró una distribución más uniforme de los iones, reduciendo los defectos y mejorando la estabilidad general del material. ¿El resultado? Un material más uniforme con menos defectos y una estructura electrónica más estable. La nueva composición de perovskita, mejorada con Rb estabilizado por tensión, logró un voltaje de circuito abierto de 1.30 V—, un impresionante 93.5% de su límite teórico. Esto representa una de las pérdidas de energía más bajas jamás registrado en perovskitas WBG. Además, el material modificado mostró un rendimiento cuántico de fotoluminiscencia mejorado (PLQY), lo que indica que la luz solar se estaba convirtiendo de manera más eficiente en electricidad. Impacto en las energías renovables La reducción de la pérdida de energía en las células solares de perovskita podría conducir a paneles solares más eficientes y rentables. Esto es especialmente importante para las células solares en tándem, donde las perovskitas se combinan con el silicio para maximizar la eficiencia. Los hallazgos también tienen implicaciones más allá de los paneles solares: se están explorando las perovskitas para LED, sensores y otras aplicaciones optoelectrónicas. Al estabilizar las perovskitas WBG, la investigación de EPFL podría ayudar a acelerar la comercialización de estas tecnologías. Otros contribuyentes Financiación Güneov Perovskita Célula Solar A.S. (Turquía) Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (SNSF) Universidad Nacional de Singapur Presidential Young Professorship Centro Nacional Suizo de Computación (CSCS) Referencias Likai Zheng, Mingyang Wei, Felix T. Eickemeyer, Jing Gao, Bin Huang, Ummugulsum Gunes, Pascal Schouwink, David Wenhua Bi, Virginia Carnevali, Mounir Mensi, Francesco Biasoni, Yuxuan Zhang, Lorenzo Agosta, Vladislav Slama, Nikolaos Lempesis, Michael A. Espero, Shaik M. Zakeeruddin, Lyndon Emsley, Ursula Rothlisberger, Lukas Pfeifer, Yimin Xuan, Michael Grätzel. La incorporación de rubidio inducida por deformación en perovskitas de banda ancha reduce la pérdida de fotovoltaje. Ciencia 04 abril 2025. DOI: 10.1126/ciencia.adt3417 EPFL News. P. N. Traducido al español

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