Grafeno aplicado a laproducción de Paneles Fotovoltaicos Integrantes: Valentina Contreras Paulina Monsalves Camila Vargas Aurora Vargas Asignatura: Taller de Prospectiva Tecnológica Docente: Sr. Álvaro Castañón Seoane Contenido Introducción ....................................................................................................................... 3 Grafeno.............................................................................................................................. 5 ¿Qué es el grafeno?....................................................................................................... 5 Principales Características ............................................................................................. 5 Métodos de Obtención ................................................................................................... 6 Deposición química en fase de vapor térmica (CDV) ........................................... 6 Síntesis electroquímica ........................................................................................ 7 Síntesis química por reducción del oxido de grafito ............................................. 7 Exfoliación en fase líquida usando solventes químicos ........................................ 7 Proyecciones.................................................................................................................. 8 Paneles Solares Fotovoltaicos ......................................................................................... 10 ¿Qué es un panel fotovoltaico? .................................................................................... 10 ¿Cómo funcionan? ....................................................................................................... 10 Tipos de paneles fotovoltaicos ..................................................................................... 11 Eficiencias .................................................................................................................... 12 Planta solar...................................................................................................................... 13 Paneles Solares con Grafeno .......................................................................................... 13 Observaciones ................................................................................................................. 16 Referencias ..................................................................................................................... 18 Noviembre, 2015 Página 2 Introducción ¿Por qué es importante pensar una visión a largo plazo de desarrollo sostenible para Chile? Porque la reflexión a largo plazo es indispensable para poder proyectar el futuro deseado. Para comprender el rol de las empresas en la construcción de esa visión de futuro y ser capaces de asumir un rol más proactivo que reactivo. Y porque es necesario realizar este ejercicio a la medida del país. Es por esto que 29 compañías multinacionales, en el informe 2050, buscaron responder cómo sería un mundo sostenible, cómo podría alcanzarse y qué papel deberían desempeñar los negocios para avanzar más rápidamente hacia ese objetivo. El informe 2050 proyecta modificaciones fundamentales en el comportamiento de las empresas y los ciudadanos, las estructuras de gobierno y las reglas económicas, dejando en claro que los cambios son necesarios, viables y que ofrezcan grandes oportunidades de negocio a las empresas que integran la sostenibilidad en su estrategia. Entre las visiones de Chile, destacan la esperanza de un país equitativo, integrado y amigable con el medio ambiente, con ciudadanos y consumidores responsables, globalizado y desarrollados económicamente. Hoy en día la humanidad tiene que afrontar tres grandes problemas: la superpoblación, el agotamiento de los recursos y la degradación del medio ambiente. Todos ellos tienen un epicentro común, la energía. Desde hace mucho tiempo, en términos cuantitativos los combustibles fósiles aportan el grueso de la energía exosomática utilizada por los humanos. En las últimas décadas se ha utilizado más petróleo, más carbón y más gas natural que nunca en la historia. Esta gran dependencia respecto al uso de combustibles fósiles ha generado históricamente dos tipos de preocupaciones muy diferentes, en las ultimas décadas ha denominado la preocupación por los impactos ambientales de la quema masiva de estos y, sobre todo, por sus efectos en el cambio climático. Existen varios desafíos para el 2050 en términos energéticos, en los que destacan el desarrollo de las energías renovables no convencionales (ERNC), informar a las personas Noviembre, 2015 Página 3 sobre los temas de energía, eficiencia y sus impactos ambientales, sustituir el petróleo y los combustibles fósiles y colaborar a un sistema energético descentralizado. Para el 2030 se espera una crisis energética debido a que no nos damos cuenta, pero el volumen de energía que consumimos diariamente para realizar las tareas más cotidianas y rutinarias es inmenso. Esta actitud choca frontalmente con una realidad: los recursos energéticos se agotan y el sostenimiento de la vida que llevamos actualmente no tardará en verse dañado. La necesidad de crear energía de manera alternativa, más económicas y abundantes a las que conocemos hoy en día, es de vital importancia ya que para la vida diaria del ser humano la energía eléctrica es imprescindible. Existen estudios que indican que de aquí al 2050 la energía mundial provendrá por lo menos en un 95% de las energías renovables, en la cual se usará más energía solar y eólica y con esto se reducirá la utilizada a base de carbono. La energía solar es una gran opción para proveer de electricidad sobre todo en lugares aislados. Chile posee la mayor radiación solar del planeta, en otras palabras, es el país con la más alta capacidad para el uso de energía solar. Es por esto que la construcción de paneles fotovoltaicos es una gran opción para un Chile sostenible energéticamente. Lamentablemente las eficiencias de los paneles fotovoltaicos no son las más idóneas, por lo que constantemente se buscan maneras de mejorar esto, con nuevos procesos de fabricación o nuevos materiales. Una opción de material eficiente en la producción de paneles, que suena prometedor, es el grafeno, material que ha revolucionado el mundo con sus inigualables propiedades. Sólo 5 años han pasado desde que el grafeno se hizo conocido gracias a que recibió el premio Nobel en el 2010, siendo la energía el campo industrial que más cambiara por este material, las posibilidades de este revolucionará todas las formas de crear energía, la gestión del calor y sus fortalezas serán fundamentales. Noviembre, 2015 Página 4 Grafeno ¿Qué es el grafeno? Es una lámina formada por átomos de carbono, cuyos enlaces entre carbonos forman una estructura de celdas hexagonales, donde cada átomo de carbono se encuentra a una distancia de 0,142 nm con respecto a los demás, esta lámina es tan fina que solo posee el espesor de un átomo de carbono. La estructura del grafeno es similar a la del grafito, con la diferencia en que este último posee varias láminas de carbono apiladas entre sí. El enlace hexagonal regular de los átomos de Carbono y la estructura laminar (plana) del grafeno se produce debido a la hibridación sp2 que poseen los enlaces covalentes entre los átomos de Carbono, formando ángulos de 120º entre cada uno de los enlaces, los cuales pueden ser simples o dobles. Principales Características Dureza: Se puede definir la dureza de un material como la cantidad de energía que es capaz de absorber antes de romperse o deformarse. En el caso del grafeno su dureza se estima en aproximadamente unas 200 veces la del acero, casi similar a la del diamante, es decir, que hablamos de un material muy resistente al desgaste y que puede soportar grandes pesos. Se estima que para atravesar una lámina de grafeno con un objeto afilado, sería necesario establecer un peso sobre él de aproximadamente cuatro toneladas. Elasticidad: Al igual que pasa con la dureza, el grafeno presenta una elevada elasticidad. Esto hace que se pueda aplicar en diferentes superficies, de las cuales aumentará también la durabilidad, ya que al ser elástico tendrá menos posibilidades de quebrarse. Flexibilidad: Al tener una elevada flexibilidad puede moldearse de diversas maneras, lo que aumenta enormemente los campos en los que se puede utilizar. Conductividad: La conductividad térmica es una propiedad física que mide la capacidad de un cuerpo de conducir el calor, es decir, de permitir el paso del calor Noviembre, 2015 Página 5 a través de él. Es elevada en los metales, pero muy baja en el resto de los materiales, por lo general, la excepción a esto es el grafeno. Conduce muy bien la electricidad: Conduce mucho mejor la electricidad que el cobre, material que habitualmente se utiliza como base de los cables. Por otra parte, necesita una menor cantidad de electricidad para transportar energía que la mayoría de los materiales empleados actualmente, como es el caso del silicio. ¿Qué significa esto? Que si en el futuro se aplicara, por ejemplo, en las baterías de los móviles o de los ordenadores portátiles, ésta duraría mucho más tiempo. Transparente y ligero: Esta característica, permitiría su utilización para crear pantallas mucho más ligeras. Si lo unimos a otras de sus propiedades ya mencionadas, como es el caso de la flexibilidad, una de sus aplicaciones sería la creación de pantallas plegables o enrollables. Reacciona químicamente con otras sustancias: Esto le permite servir de base para la creación de materiales nuevos o introducir impurezas dentro de su estructura para modificar las propiedades originales del grafeno, lo que abre un abanico prácticamente ilimitado de campos de aplicación. . Métodos de Obtención El primer método conocido fue el realizado por los científicos Geim y Novoselov, creando diminutas láminas de grafeno usando una cinta adhesiva sobre las moléculas de grafito varias veces, proceso conocido como exfoliación micromecánica. Hoy en día, hay diferentes maneras de producir el grafeno y cada una le da o quita propiedades al material, entre las más trabajadas se encuentran: Deposición química en fase de vapor térmica (CVD) La técnica consiste en la reacción de una mezcla de gases en el interior de un reactor para dar lugar a la formación de un material en forma de capa delgada. El principio de esta técnica está basado sobre una descomposición térmica de hidrocarburo sobre metales de transición. El crecimiento del grafeno se hace por la precipitación del grafito a partir de las especies de carbonos. Entonces el grafito precipita en forma de capas delgadas que son las capas de grafeno. Noviembre, 2015 Página 6 Síntesis electroquímica En este caso, dos barras de grafito de alta pureza son utilizadas como electrodos. En la célula electroquímica, hay una inmersión de los troncos en un baño electrolito compuesto de liquido iónico y de agua. Un potencia esta aplicado a los electrodos. Sobre estas condiciones el ánodo se oxida y un precipitado negro aparece poco a poco. Después de la electrolisis se obtiene una dispersión estable del grafeno. El líquido puede ser directamente filtrado para formar un papel de grafeno. Así este papel está listo para formar una monocapa o multicapas del material. Síntesis química por reducción del oxido de grafito Primero, el grafito se mezcla con nitrito de sodio, ácido sulfúrico y permanganato de potasio para producir una suspensión de óxido de grafito. Luego, aplicando sonido las láminas de óxido de grafeno se separan en la fase líquida. Finalmente, el oxígeno se elimina reduciendo el óxido de grafito con hidracina, dando como resultado una suspensión coloidal de grafeno. Exfoliación en fase líquida usando solventes químicos En este caso, se separan las capas del grafito utilizando solventes orgánicos, los cuales pueden ser: N-Metil-2-pirrolidona; N,N-Dimetilacetamida; g-butirolactona; 1,3-dimetil-2imidazolidinona; benzoato de bencilo. Posteriormente, se aplica ultrasonido. Si se resume los métodos por ventajas y desventajas, el método por CVD permite producir un grafeno con una conductividad electrónica excepcional, sin embargo, este proceso tiene que ser optimizado para facilitar un crecimiento de una capa de grafeno. Es un método muy caro y muy complejo, además de tener muy baja productividad. La síntesis electroquímica, es un buen método para el medio ambiente en comparación con el método de exfoliación que utiliza productos peligrosos para oxidar y reducir, sin embargo, el alto precio del líquido iónico no permite industrializar este método. La exfoliación del grafito, es un método barato debido al precio de las materias primas que son el grafito. Sin embargo, este método introduce inevitablemente defectos y funcionalización en las capas de grafeno que disminuyen su conductividad. Aún no se encuentra la mejor manera de industrializar la producción de grafeno, por lo que muchos siguen explorando técnicas que permitan obtener este material en grandes cantidades a bajos costos y con un proceso no tan complejo. Noviembre, 2015 Página 7 Proyecciones Las expectativas que rodean al grafeno y la nanotecnología son abrumadoras, hay cierto recelo a creer que el mundo avanza mucho más rápido de lo que esperamos, pero los cambios que tendremos el privilegio de contemplar, serán revolucionarios. Los diez años que hemos dejado atrás desde su descubrimiento y posterior estudio, abren la puerta a que desde aquí al 2025 sea ciertamente esperanzador para su aplicación industrial. A la fecha, ya se ha logrado crear el primer teléfono con grafeno. Respecto a este hecho hay que destacar dos puntos trascendentales para este material; el primero es que usan el grafeno en beneficio de la batería, destacan unas pantallas mucho más sensibles al tacto y un consumo energético de las mismas sin precedentes, otorgando al móvil un 50% más de autonomía. El segundo punto es China, ésta tiene más del 70% de las reservas de grafito del mundo bajo sus pies, esto puede hacer que China sea la Arabia Saudí de grafito y variables (grafeno) del planeta. Es cierto que no hace falta grafito para hacer grafeno hoy en día, también es cierto que todavía no se ha dado con la forma idónea para producirlo, pero de seguro China con sus inmensas reservas de grafito, será el jugador más importante del tablero en la próxima revolución industrial basada en carbono y productos ecológicos. China ya cuenta con miles de patentes sobre el grafeno, lo del primer teléfono con el material puede parecer una anécdota, pero no lo es. El gobierno chino está apoyando a decenas de empresas para liderar la producción e implementación del mismo, esto no es un secreto, pero puede ser una declaración de intenciones a todos sus rivales industriales. El mercado de la tecnología no es el único que se beneficiaría con el grafeno, también está la energía, las posibilidades del material atómico revolucionará todas las formas de crear energía, desde la térmica a la nuclear, hidroeléctrica, de ciclo combinado, solar o geotérmica, siendo trascendental en la eólica, en futuras baterías y pilas de combustible. Noviembre, 2015 Página 8 La gestión del calor y su fortaleza serán fundamentales para todo tipo de elementos dentro de las centrales térmicas, en los tanques de concentración de vapor, turbinas, condensadores, transformadores o torres de refrigeración, en todo estará presente el grafeno. En energía solar, el grafeno será el material más usado para todo tipo de paneles y receptores solares. Su finura, flexibilidad, transparencia y fortaleza mecánica lo hacen ideal para la adaptación de la energía solar a la vida cotidiana en todo tipo de productos. En el grafeno cada fotón tiene la capacidad de excitar varios electrones, lo cual es determinante para hacer productos solares eficientes. Este material también ha roto con la norma industrial que dice que un material tarda veinte años desde que se descubre hasta que se implementa; pues ya hay productos con grafeno con propiedades excepcionales. El grafeno es uno de los nuevos materiales con mayor proyección para solucionar problemas energéticos en el futuro, todo gracias a sus increíbles propiedades electrónicas. También por ser un semiconductor capaz de poder operar a escalas nanométricas y a temperatura ambiente, con propiedades que ningún otro semiconductor ofrece, y sin duda este material será una base importante para la electrónica del futuro. Noviembre, 2015 Página 9 Paneles Solares Fotovoltaicos ¿Qué es un panel fotovoltaico? Los paneles solares fotovoltaicos, se componen de celdas que convierten la luz en electricidad. Dichas celdas se aprovechan del efecto fotovoltaico, mediante el cual la energía luminosa produce cargas positivas y negativas en dos semiconductores próximos de distinto tipo, por lo que se produce un campo eléctrico con la capacidad de generar corriente. ¿Cómo funcionan? Algunos de los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre la primera superficie del panel, penetrando en éste y siendo absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el arsénico de galio. Los electrones, son golpeados por los fotones (interaccionan) liberándose de los átomos a los que estaban originalmente confinados. Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en los átomos que pierden los electrones, se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones en el panel solar. Se ha de comentar que, así como el flujo de electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas que están asociadas a desplazamiento real de masa; los huecos, son cargas que se pueden considerar virtuales puesto que no implican desplazamiento de masa real. Un conjunto de paneles solares transforman la energía solar en una determinada cantidad de corriente continua (DC) que corresponde al tipo de corriente eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y un solo sentido, a través de un circuito. Opcionalmente, de acuerdo al uso de la energía, la corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor, que transforma la corriente continua en corriente alterna (AC), tipo de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualquier hogar, de 120 o 240 voltios. Noviembre, 2015 Página 10 La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. La electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de los dispositivos de la iluminación de la casa, ya que estos no consumen excesiva energía, y son los adecuados para que funcionen correctamente con la corriente generada por el panel. La electricidad que no se usa se puede enrutar y usar en otras instalaciones. Tipos de paneles fotovoltaicos Actualmente existe una gran cantidad de tipos de paneles solares que se pueden diferenciar en tamaños, el tipo de material conductor, vida útil y eficiencias. Los más utilizados o conocidos son los fabricados con silicio como conductor, de los cuales podemos apreciar 3 tipos: Monocritalinos, Las células de silicio monocristalino se obtienen a partir de silicio muy puro, que se refunde en un crisol junto con una pequeña proporción de boro. Una vez que el material se encuentra en estado líquido se le introduce una varilla con un "cristal germen" de silicio, que se va haciendo recrecer con nuevos átomos procedentes del líquido, que quedan ordenados siguiendo la estructura del cristal. De esta forma se obtiene un monocristal dopado, que luego se corta en obleas de aproximadamente 3 décimas de milímetro de grosor. Estas obleas se introducen después en hornos especiales, dentro de los cuales se difunden átomos de fósforo que se depositan sobre una cara y alcanzan una cierta profundidad en su superficie. Posteriormente, y antes de realizar la serigrafía para las interconexiones superficiales, se recubren con un tratamiento antireflexivo de bióxido de titanio o zirconio. Policristalinas, en lugar de partir de un monocristal, se deja solidificar lentamente sobre un molde la pasta de silicio, con lo cual se obtiene un sólido formado por muchos pequeños cristales de silicio, que pueden cortarse luego en finas obleas policristalinas. Amorfas, éstas son manufacturadas mediante la colocación de una fina capa de amorfo (no cristalino) de silicio sobre una amplia variedad de superficies. Éstos son los menos eficientes y menos costosos de producir de los tres tipos. Debido a Noviembre, 2015 Página 11 la naturaleza amorfa de la capa fina, es flexible, y si se fabrica sobre una superficie flexible, el panel solar entero puede ser flexible. Una característica de las celdas solares amorfas es que su potencia se reduce con el tiempo, especialmente durante los primeros meses, después de los cuales son básicamente estables. Eficiencias Aunque el silicio es muy abundante, por ejemplo en arena, la cantidad con suficiente pureza (99.9999%) es limitada y consecuentemente caro. Una escasez de silicio de alta pureza anunciado en 2005, fue evitada con nuevos descubrimientos y mejores procesos de fabricación. Varias empresas que invirtieron fuertemente en tecnologías alternativas, hoy se encuentran en serios problemas para competir con los paneles de silicio tradicionales, que son cada vez más asequibles. Mariska de Wild-Scholten, experto en energía fotovoltaica, en su estudio “Enviromental profile of PV mass Production: Globalization”, dice que un panel de silicio, tiene un tiempo de retorno energético entre 0,8 a 1,7 años; esto varia principalmente por la ubicación de éste, por ejemplo, en Perú donde existe una alta radiación solar, su retorno energético seria de 1,3 años. La eficiencia de los paneles es mayor cuanto mayor son los números de cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de los monocristalinos, puede alcanzar el 20%, el de los policristalinos un 16%, mientras que las amorfas pueden no llegar al 10%; sin embargo, esta ultima tiene un costo y peso muy inferior al primero. Mientras las placas mono- y policristalinas son garantizadas de producir 80% de su energía sobre 25 años, todavía no se puede garantizar esta vida con las tecnologías más recientes. Esto afecta directamente la rentabilidad de los sistemas sobre el tiempo y en general favorece a las placas tradicionales de silicio. Noviembre, 2015 Página 12 Planta solar En el norte de Chile, zona con la más alta capacidad para el uso de energía solar. SunEdison ha construido cerca de 300MW de energía solar fotovoltaica desde el 2014, en proyectos como: “Amanecer Solar CAP”- 100 MW, Copiapó, Atacama “San Andrés”- 50,7 MW, Copiapó, Atacama “María Elena”- 72,8 MW, María Elena, Antofagasta “Javiera”- 69,5 MW, Chañaral, Atacama El 05 junio 2014, se inauguró la planta fotovoltaica más grande de Latinoamérica y una de las más importantes del mundo, Planta “Amanecer Solar CAP”. Ubicada a 37 km de Copiapó, en pleno desierto de Atacama. Este proyecto fue desarrollado, construido e interconectado por la empresa SunEdison. La planta “Amanecer Solar CAP” tiene una capacidad total instalada de 100MW, energía que corresponde al consumo anual de 125.000 hogares, y capacidad suficiente para abastecer el equivalente al 15% de la demanda energética del grupo minero. Esta planta cuenta con más de 310.000 módulos fotovoltaicos distribuidos sobre una superficie de 280 hectáreas. Durante su primer año de funcionamiento la planta fue capaz de inyectar alrededor de 270 GW/h anual de energía limpia al sistema. Para generar esa misma cantidad de energía en una central de generación diesel se necesitaría más de 71 millones de litros de combustible. Paneles Solares con Grafeno Desde su descubrimiento, se han realizado una infinidad de estudios para la aplicación del grafeno en diversas industrias. Tanto la industria tecnológica como la energética, se han visto mayormente interesados en la aplicación de este nuevo material en sus productos. Sus principales estudios se han basado en la sustitución o combinación del silicio con grafeno, con el fin de obtener mejores rendimientos a menor costo. Noviembre, 2015 Página 13 La comparación, en estas dos áreas, entre el silicio y el grafeno ha sido inminente, este último supera en todo ámbito al silicio, lo que genera gran expectación en las posibles aplicaciones de éste. Respecto a la industria energética, es la energía solar la que se vería mayormente beneficiada, con la aplicación de grafeno en la fabricación de paneles fotovoltaicos. El instituto de Ciencias Fotónicas (IFCO), ha demostrado que el grafeno es capaz de convertir un fotón, que es una partícula de luz, en múltiples electrones capaces de conducir corriente eléctrica. Frank Koppens, líder del IFCO, señalo “Este prometedor descubrimiento convierte al grafeno en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada en semiconductores convencionales como el silicio…en la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno un solo fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados y, por lo tanto, una señal eléctrica mayor”. El problema al que se enfrenta la fabricación de paneles fotovoltaicos con grafeno, que limita su eficiencia de conversión, radica en el proceso de obtención del material, ya que como se mencionó antes, de acuerdo al método de obtención el grafeno obtendrá mejores o peores características. Desde el 2011 se han comenzado a fabricar prototipos de paneles solares con grafeno, a pesar que los primeros resultados no han sido muy alentadores, ya que solo se habría logrado una eficiencia de conversión del 3%, la ciencia no se ha quedado con esto y se ha empeñado en conseguir mejores resultados, como así lo logró un equipo de investigación de la Universidad de Florida en Estados Unidos, donde doparon al grafeno con TFSA (Ácido sulfúrico de película delgada de anodizado) logrando una eficiencia del 8,6% muy parecida a la que llegan los paneles de celdas de silicio amorfas. A la fecha, se han conseguido aun mas avances, si bien la mayoría son con combinaciones de grafeno con otros materiales, los resultados son bastante prometedores, entre estos podríamos destacar dos. La combinación de grafeno con nano estructuras metálicas especiales, aumentan 20 veces la cantidad de luz capturada, es decir, aumenta 20 veces la eficiencia del grafeno. Por otro lado estaría la combinación de silicio con grafeno, esta acción genera que los paneles solares con celdas de silicio Noviembre, 2015 Página 14 aumenten de un 5 a 12 % su eficiencia de conversión, lo que generaría que en el caso de los paneles mono cristalinos pudiesen alcanzar hasta el 32% de eficiencia. Hasta el momento lo mejores resultados en la aplicación del grafeno en los paneles fotovoltaicos, son con combinaciones de este con otros elementos, el grafeno dopado logra liberar electrones con mayor facilidad, de manera que si se logra una técnica más eficiente de combinarlo, podríamos pasar de un 32% de eficiencia que tenemos actualmente a un 60% de eficiencia. En los 4 años de investigación en la aplicación del grafeno en la energía solar, se han logrado grandes avances, aunque aún no se logra superar al silicio efectivamente, un estudio realizado por James D. Meindl, en el que se basa en la Ley de Moore, asegura que el grafeno sustituirá por completo al silicio el 2024. Noviembre, 2015 Página 15 Observaciones A pesar de la antigüedad de los paneles fotovoltaicos, a la fecha no se ha conseguido generar grandes eficiencias, los paneles de silicio que son los más eficientes solo logran convertir un 20% de la energía que reciben en electricidad y eso solo en condiciones óptimas, lo que nos lleva a concluir que a pesar de ser una energía renovable no es la ideal, ya que por las bajas eficiencias se requiere un mayor espacio de instalación si se desea tener a esta fuente energética como la principal generadora de electricidad de una zona específica, lo que genera daños al ecosistema, como ocurre en la planta solar instalada en el norte del país. Este trabajo toma estos datos y busca la manera de cambiar esto, bajo la consideración de que la energía solar es una fuente de energía limpia y sustentable, en la que si vale el esfuerzo de invertir en estudios que mejoren las condiciones de los actuales paneles con el fin de eliminar y/o disminuir sus defectos. Como ingenieros estamos obligados a pensar en el mañana, por esto tomando los estudios comparativos del grafeno versus el silicio aplicado en paneles fotovoltaicos, generamos prospectiva y ponemos en cuestión las instalaciones solares del norte de nuestro país, ya que si hoy esos paneles tuvieran una aleación con el material atómico se podría generar un 20% más de energía, lo que hubiese significado utilizar un total de 233 hectáreas, no 280 como lo es actualmente, disminuyendo el daño a nuestro ecosistema. Ahora si esto lo proyectamos al 2024, que es el año en el que se estima que el grafeno sustituirá por completo al silicio y que en materia solar, los paneles generaran un 50% de energía más que los actuales, serian casi 100 hectáreas menos las dañadas. Ahora bien, hoy no existe la obtención ideal del grafeno, lo que le quita ciertas características, por lo cual no logra el máximo de sus eficiencias, generando que las proyecciones se alarguen aun más. Sin embargo, los avances del grafeno en materia tecnológica (baterías, celulares, pantallas led), en objetos de consumo mundano, el grafeno ha obtenido grandes avances, lo que nos hace pensar que no se está invirtiendo debidamente en este material, que a pesar de saber que nuestro consumo desmedido de recursos no renovables no es viable, no estamos haciendo nada para remediarlo. Noviembre, 2015 Página 16 La visión 2050, propone un desarrollo sostenible, en todo ámbito, este informe presenta principalmente el energético mediante el uso del grafeno, pero este increíble material se puede proyectar mucho más allá, abarcando otras materias propuestas con la misma finalidad, un planeta limpio, ciclos cerrados y sostenibilidad Noviembre, 2015 Página 17 . Referencias adm. (26 de diciembre de 2010). Paneles solares y móviles comenzarán a fabricarse con grafeno en 2011. 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