Según establece la Unión Europea (UE), edificar de manera sostenible, implica construir de manera más eficiente, con un consumo cada vez más ajustado de energía y materiales, edificios inteligentes y respetuosos con el medio ambiente, que además garanticen la salud y el confort de sus ocupantes. Todo un reto si consideramos las cifras que maneja la Comisión Europea, según las cuales la construcción y el funcionamiento de edificios son responsables de un 40% del consumo total de energía en Europa, así como de cerca de un 36% de las emisiones de CO2 a la atmósfera, dada la importante dependencia de combustibles fósiles. En este particular contexto surgen los denominados edificios de consumo de energía casi nulo (NZEBs, por sus siglas en inglés) que, más allá de una tendencia constructiva, representan una apuesta firme por la sostenibilidad.
Según el Código Técnico de la Edificación (CTE), los NZEBs se definen como edificios con un nivel de eficiencia energética muy alto, en los que la cantidad, casi nula o muy baja, de energía requerida debe estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables. Con este fin, resulta especialmente interesante la integración de sistemas fotovoltaicos en la envolvente de los edificios, tales como cubiertas o fachadas, mediante los sistemas denominados BIPV (siglas en inglés de Building Integrated Photovoltaics). Así, la integración arquitectónica de estos sistemas aporta una doble función, puesto que, además de su funcionalidad inherente como elemento constructivo, añade la capacidad de generar energía eléctrica a partir de la radiación solar.
Sin embargo, los avances tecnológicos recientes añaden una nueva dimensión a este tipo de sistemas. Este es el caso de la introducción de elementos que además de generar energía, sean también capaces de almacenarla. En este campo destacan los denominados self-powered tiles o smart tiles, esto es, elementos cerámicos multifuncionales que, además de incorporar células solares en su superficie, capaces de generar energía, contienen microcondensadores localizados en los poros de su estructura responsables de su almacenamiento.
Concretamente, en esta línea de investigación trabajan conjuntamente investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y la Universidad de Cambridge, tal y como se recoge en esta reciente publicación. En este artículo, se describe la integración simultánea de generación y almacenamiento de energía fotovoltaica en sustratos de tipo porcelánico. Tal y como se muestra en la figura adjunta, el diseño de estos smart tiles o unidades elementales, incorpora celdas solares de heterounión de ZnO/Cu2O para generar energía fotovoltaica de forma razonablemente eficiente en superficie, así como óxido de grafeno reducido (rGO) embebido en los poros del sustrato cerámico, que junto con hidróxido de níquel Ni(OH)2 y polipirrol (PPy) actúan a modo de condensador para almacenar esta energía. Completan el diseño, un recubrimiento metálico de Ni–Mo–P aplicado sobre el sustrato cerámico y una dispersión de óxido de grafeno (GO) depositada mediante tecnología inkjet sobre la heterounión.
Con todo esto, la integración de este tipo de sistemas en las fachadas de edificios no únicamente posibilita la transición hacia el paradigma de los NZEBs, sino que también supondría la reorientación del sector de pavimentos y revestimiento cerámicos hacia nuevos mercados con una mayor componente tecnológica.
