A diferencia de los paneles solares fotovoltaicos, los STEGs generan electricidad aprovechando la diferencia de temperatura entre un lado caliente y uno frío, mediante el efecto Seebeck.

• Nueva tecnología solar térmica.
• 15 veces más eficiente que las actuales.
• Usa metal negro y estructuras nanométricas.
• Mejora tanto la absorción como la disipación térmica.
• Potencial para sensores, wearables y zonas rurales.

Black metal: un impulso contundente para la energía solar

En la búsqueda por alternativas más versátiles y eficientes a los paneles solares fotovoltaicos tradicionales, los generadores termoeléctricos solares (STEGs) vuelven a posicionarse como una opción con gran potencial. Estos dispositivos aprovechan el efecto Seebeck, que convierte diferencias de temperatura en electricidad. A diferencia de las tecnologías solares más comunes, los STEGs pueden funcionar no solo con luz solar directa, sino también con otras fuentes de calor residual.

Hasta ahora, su adopción ha sido limitada por su bajísimo rendimiento: menos del 1 % de conversión energética frente al 20 % de los paneles fotovoltaicos domésticos. Pero esto podría estar cambiando. Investigadores del Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester han logrado multiplicar por 15 la eficiencia de los STEGs, sin modificar los semiconductores, que hasta ahora eran el principal foco de mejora.

Aunque el estudio reporta una mejora de eficiencia de hasta 15 veces respecto a los STEGs convencionales, los autores no detallan aún valores absolutos de producción energética (como W/m²), lo que limita la posibilidad de compararlo directamente con otras tecnologías solares. Se espera que futuras publicaciones o prototipos precomerciales incluyan esta información clave para evaluar su viabilidad a escala.

Ingeniería térmica: el nuevo enfoque

El equipo, liderado por el físico Chunlei Guo, reorientó la estrategia: en lugar de seguir afinando los materiales semiconductores, trabajaron en los extremos del dispositivo —el lado caliente y el frío—, aplicando técnicas ópticas avanzadas para controlar cómo se absorbe y disipa el calor.

En el lado caliente, utilizaron un metal negro fabricado a partir de tungsteno, tratado con láseres de femtosegundo. Esta tecnología permite esculpir estructuras nanométricas sobre la superficie metálica, optimizando su capacidad para absorber luz en el espectro solar y reducir pérdidas de energía térmica en otras longitudes de onda.

Para intensificar aún más la acumulación de calor, se añadió una cubierta plástica similar a un mini invernadero, que disminuye las pérdidas por conducción y convección. El resultado: un aumento significativo en la temperatura alcanzada por el lado caliente del generador.

En el lado frío, también se recurrió al láser para modificar superficies de aluminio, creando una especie de disipador térmico ultraeficiente. Esta superficie estructurada mejora tanto la radiación térmica como la convección natural, duplicando la capacidad de enfriamiento en comparación con un disipador convencional.

Más allá del laboratorio: aplicaciones concretas

La tecnología fue capaz de alimentar LED de manera mucho más eficiente que los STEGs actuales. Pero su verdadero potencial se vislumbra en escenarios donde los paneles solares no son prácticos: zonas rurales sin acceso a la red, dispositivos vestibles que necesitan energía autónoma, sensores distribuidos para agricultura o ciudades inteligentes, e incluso en sistemas de recuperación de calor industrial.

En países con climas extremos o con una alta demanda de energía descentralizada, como India, Marruecos o México, este tipo de tecnología puede ofrecer una solución flexible, resistente y de bajo mantenimiento.

Además, como los STEGs no requieren condiciones óptimas de orientación solar ni sistemas de seguimiento, podrían ser clave en contextos donde la instalación de paneles convencionales no es viable, como techos con sombra, estructuras móviles o zonas con polvo frecuente.

Potencial

El avance logrado por la Universidad de Rochester no solo representa una mejora técnica. Abre la puerta a una nueva generación de tecnologías solares térmicas con menor dependencia de materiales raros, mayor durabilidad y mejor integración en aplicaciones de bajo consumo.

Algunas claves para potenciar su impacto en sostenibilidad:

• Recuperación de calor industrial: aprovechar residuos térmicos de procesos fabriles para generar electricidad sin emisiones adicionales.
• Infraestructura autónoma en zonas remotas: estaciones meteorológicas, sensores ambientales o sistemas de riego inteligente que funcionen sin conexión a red.
• Diseño modular y portátil: incorporar STEGs en mochilas, tiendas de campaña o ropa técnica para actividades al aire libre o contextos humanitarios.
• Desarrollo de normativas e incentivos para acelerar su adopción, similar al apoyo que hoy reciben los paneles fotovoltaicos.
• Integración con almacenamiento térmico: para aprovechar el calor incluso cuando no hay radiación solar directa, aumentando su estabilidad energética.

El black metal y el láser ultrarrápido no solo están cambiando la música o la ciencia de materiales. También pueden ser la chispa que transforme cómo aprovechamos el calor del sol para construir un futuro más limpio, resiliente y autónomo.

Vía www.rochester.edu