Celda solar artesanal

Las celdas solares son paneles que, aprovechando el llamado efecto fotoeléctrico, generan energía eléctrica. Estos paneles están hechos generalmente de Silicio dopado. Sin embargo, debido a que la tecnología del silicio es relativamente cara, algunos investigadores han estado trabajando en la búsqueda de soluciones alternativas.

Una de estas soluciones fue inventada por Michael Grätzel en 1991: se trata de una celda de dióxido de titanio sensibilizada con un tinte natural (por ejemplo, jugo de frambuesa).

La estructura de la celda consiste de dos electrodos (electrodo compuesto y simple) y un tinte que genera electrones al contacto con la luz. El electrodo simple es básicamente un vidrio eléctricamente conductivo. El electrodo compuesto está construido de nanocristales de dióxido de titanio (nc-TiO2) depositado en vidrio conductivo, que consiste en un vidrio con una capa de SnO2.

La luz solar pasa a través del electrodo simple, y el tinte impregnado en el electrodo compuesto absorbe la luz. Cuando una molécula del tinte absorbe la luz, un electrón pasa a tener un estado excitado y puede saltar desde el tinte a la banda de conducción del TiO2. En el electrodo compuesto, el electrón se difunde desde el TiO2 hacia el vidrio conductor. Desde allí, el electrón es llevado mediante un cable conductor hacia el electrodo simple.

Después de haber perdido un electrón la molécula del tinte se encuentra oxidada, es decir, tiene un electrón menos que antes. La molécula del tinte recupera su estado inicial cuando el electrón es re-inyectado a través del electrodo simple, de esta manera el proceso se transforma en un ciclo que genera una corriente eléctrica.

De acuerdo a lo que se publica en http://knol.google.com/k/celdas-solares-caseras# una celda de este tipo se podría construir de la siguiente forma:

Materiales:
o Dióxido de titanio (TiO2) nanocristalino, (Ejemplo: Degussa P25).
o Vidrio conductor (disponible en tiendas de electrónica).
o Jugo de zarzamoras machacadas (frescas o congeladas), frambuesas, semillas de granada o té de hibiscus rojo.
o Tintura de yoduro como electrolito.
o Etanol.

Procedimiento:
El primer paso es depositar el dióxido de titanio (TiO2) en el vidrio conductor, esto se realiza de la siguiente forma:
Primero, pulverizar el TiO2 nanocristalino en un mortero mientras se añade disolvente, que puede ser agua o etanol. Usando una varilla de vidrio distribuir el TiO2 sobre el vidrio conductor; después calentar el vidrio con un mechero o una lámpara de alcohol a una temperatura aproximada de 450 °C por 10 o 15 minutos, dejar enfriar.
El segundo paso es colorear el dióxido de titanio con el tinte natural, colorear el lado blanco de la placa de vidrio cubierta de dióxido de titanio (TiO2) con el jugo en un cucharón de agua. Remojar la película por 5 minutos en un líquido para que se coloree la película hasta alcanzar un color rojo púrpura intenso. Si ambos lados de la película no están uniformemente coloreados, entonces se debe colocar nuevamente en el jugo por 5 minutos más. Lavar la película con etanol y secar suavemente con una tela absorbente.

Recubrir el contraelectrodo: La celda solar necesita una placa positiva y una placa
negativa para su funcionamiento. Al electrodo positivo se le llama contraelectrodo, el cual, se forma con un substrato de vidrio con una capa conductora de SnO2. Para identificar el lado conductor del vidrio puede utilizarse un voltímetro. Cuando se raspa con una uña, este es el del lado rugoso. Marcar el lado no conductivo con una "+". Utilizar un lapiz para aplicar una capa delgada de grafito sobre el lado conductor de la placa.

Agregar el electrolito y ensamblar la célula solar, la solución de yoduro sirve de electrolito en la célula solar para cerrar el circuito y para regenerar la tintura. Colocar la placa coloreada de tal forma que el lado recubierto por la película este en alto, después poner una o dos gotas de la solución de yoduro sobre la parte coloreada de la película. Entonces colocar el contraelectrodo encima de la película coloreada para que el lado conductor del contraelectrodo quede sobre la película. Balancear las placas para que los bordes de cada placa queden expuestos. Estas servirán de punto de contacto para los electrodos negativo y positivo de tal forma que podamos extraer la electricidad y probar el funcionamiento de la célula solar.

Utilizar dos pinzas para mantener juntos los dos electrodos en las esquinas de las placas. La salida es de aproximadamente 0.43 V y 1 mA/cm2 cuando la célula se ilumina en el sol a través de la película de TiO2

Este tipo de celda es el más viable para producir electricidad a partir del sol de forma casera (otra celda casera es a base de óxido de cobre, pero su rendimiento es muy bajo). El rendimiento de esta celda dependerá del tamaño de grano del TiO2, el contenido de flavonoides del jugo y su distribución en la celda, pero una celda hecha cuidadosamente puede alcanzar rendimientos de hasta un 10%.


Vea el siguiente video: http://www.youtube.com/watch?v=17SsOKEN5dE

Bomba de Ariete

Si usted dispone de un cierto caudal de agua con un desnivel de entre 0,5 a 1 m (por ejemplo un estero), usted podría levantar parte de esta agua a una altura de unos 5 m aprovechando sólo la energía propia del agua.

Vea el siguiente video:

http://www.youtube.com/watch?v=gDgsGL3D-l4&feature=related

De Madera a Cerámica

Aquí les voy a mostrar cómo pudimos transformar madera de pino en cerámica

Es la foto siguiente se muestra la madera de pino cuando es observada mediante un microscopio electrónico de barrido (SEM). Se ve que tiene dos tipos de poros: unos más grandes y otros más pequeños. Los más grandes tienen una dimensión del orden de la cuarta parte de una décima de milímetro.



Esta madera primeramente la pirolizamos, es decir la transformamos en carbón. Su apariencia fue la siguiente:



Luego, estas muestras las infiltramos con silicio líquido, y esperamos a que se transformara en carburo de silicio (SiC). Obtuvimos lo siguiente:



Cuando intentamos cortar estas muestras, su dureza fue tan alta, que fue imposible hacerlo con una sierra para cortar aceros: tuvimos que utilizar una "sierra diamantada".