ZEUS: Recolección de energía de pérdida cero mediante células solares de nanocables en el espacio

ZEUS desarrolla células solares de nanocables ultraligeras y resistentes a la radiación para aplicaciones espaciales. Además, integra sistemas de transmisión inalámbrica de energía basados en transistores MOSFET de nanocables, optimizando la recolección y transferencia de energía en el espacio.

Contexto

La creciente demanda de energía en aplicaciones espaciales, como satélites y misiones de exploración, requiere soluciones más eficientes y ligeras que las células solares convencionales, las cuales presentan limitaciones en eficiencia y resistencia a la radiación, especialmente en entornos hostiles. Los nanocables, gracias a su estructura nanométrica, ofrecen una mayor resistencia a la radiación y una absorción de luz optimizada, convirtiéndose en una alternativa prometedora. Asimismo, la reducción de peso y el uso eficiente de materiales críticos son clave para minimizar los costes de lanzamiento y maximizar la vida útil de los satélites. ZEUS aborda estos desafíos combinando innovación en materiales, eficiencia energética y sostenibilidad para transformar la generación de energía en el espacio.

Resumen y objetivos

ZEUS busca revolucionar la energía solar espacial mediante el desarrollo de células solares de nanocables de alta eficiencia y la integración de la transmisión inalámbrica de energía. Su enfoque permitirá la creación de paneles solares ultraligeros y flexibles, con una eficiencia potencial del 47%, superando las limitaciones tecnológicas actuales.

El proyecto se estructura en cuatro pilares principales:

Células solares de nanocables: con eficiencias superiores al 35%, empleando uniones triples de materiales III-V y técnicas avanzadas de pasivación superficial.
Escalado de la tecnología: producción de obleas de 100 mm² y módulos de 1×1 cm² para validar su viabilidad en aplicaciones espaciales a gran escala.
Optimización de la transmisión inalámbrica de energía: mediante transistores MOSFET de nanohilos, mejorando la eficiencia de transferencia energética entre satélites.
Reducción de peso y uso de materiales críticos: mediante tecnologías de pelado y reutilización de sustratos, posibilitando la fabricación de paneles solares ultraligeros y flexibles.

Además, se realizará un análisis completo del ciclo de vida (LCA) para evaluar el impacto ambiental y la sostenibilidad de la tecnología desarrollada.

Consorcio

El consorcio de ZEUS está compuesto por cinco socios de tres países:

Lund Universitet (ULUND) – Suecia (coordinador)
Universidad de Málaga (UMA) – España
Fraunhofer ISE – Alemania
Universitat Politècnica de València (UPV) – España
Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE) – España

El papel de ITENE en ZEUS

ITENE lidera el WP5, centrado en el análisis del ciclo de vida (LCA), con las siguientes tareas:

Evaluar el impacto ambiental y la eficiencia en el uso de materiales críticos en las células solares de nanohilos.
Estimar el potencial de descarbonización en su fabricación y uso.
Analizar la recuperación de materiales críticos al final de la vida útil de los satélites, fomentando la economía circular.

Asimismo, ITENE contribuye al desarrollo de estrategias de reutilización y reciclaje de materiales para garantizar el cumplimiento de los principios de sostenibilidad del proyecto.