Una revolución potencial en la energía solar gracias a la inesperada utilidad de un lubricante de motores

Los mecánicos conocen al bisulfuro de molibdeno (MoS2) como un lubricante útil para motores de motocicletas. Sin embargo, es una sustancia que absorbe la luz de forma notable y que resulta prometedora para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos y fotocatalíticos energéticamente eficientes.

Usando estrategias simples, el equipo de Isabell Thomann, de la Universidad Rice en Estados Unidos, ha conseguido absorber entre el 35 y el 37 por ciento de la luz incidente en el rango de longitudes de onda que van de los 400 a los 700 nanómetros, en una capa de tan solo 0,7 nanómetros de espesor.

La línea de investigación en la que Thomann ha trabajado junto con Shah Mohammad Bahauddin y Hossein Robatjazi tiene muchas aplicaciones, incluyendo el desarrollo de paneles solares fotovoltaicos eficientes y baratos.

Introducir luz en estas capas tan extremadamente delgadas y extraer los portadores de carga generados es un problema importante en el campo de los materiales bidimensionales (se les llama bidimensionales por ser capas con solo 1 átomo o molécula de grosor), tal como subraya Thomann. Eso es porque las monocapas de los materiales 2D tienen propiedades electrónicas y catalíticas diferentes que sus homólogos en bruto o multicapa.

Usando una capa de bisulfuro de molibdeno de menos de un nanómetro de grosor, Thomann y sus colaboradores han logrado diseñar un sistema que absorbe más del 35 por ciento de la luz incidente en el rango de los 400 a los 700 nanómetros de longitud de onda. (Foto: Thomann Group/Rice University)

Para su investigación, Thomann y sus colaboradores utilizaron una combinación de simulaciones numéricas, modelos analíticos y caracterizaciones ópticas experimentales.

Usando simulaciones electromagnéticas tridimensionales, hallaron que la absorción de luz resultaba mejorada hasta en 5,9 veces en comparación con el uso de MoS2 sobre un sustrato de zafiro.

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