Son más estables a altas temperaturas y humedad que los nanotubos de carbono, lo que los hace ideales para torres solares.
- Nueva tecnología: nanoagujas de cobaltato de cobre.
- Absorción solar: hasta 99,5 % de la luz.
- Mejora frente a nanotubos de carbono y silicio negro.
- Estables a alta temperatura y humedad.
- Pruebas en laboratorio de alta especialización (EHU).
- Aplicación: torres solares con almacenamiento térmico.
- Proyecto en colaboración con EE. UU. y avances en España.
- Energía limpia, continua, ideal para transición energética.
El potencial de nuevos materiales para absorber el 99,5 % de la luz en torres solares, demostrado en la UPV/EHU
Cientos de espejos concentran la luz del sol en un solo punto: la cima de una torre donde se encuentra el receptor térmico. La clave está en ese punto. Allí, cada milímetro cuenta. Y es precisamente ahí donde entra en juego un nuevo material investigado por el grupo de Propiedades Termofísicas de los Materiales de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU): nanoagujas de cobaltato de cobre, recubiertas con óxido de zinc. Su capacidad de absorción roza el 100 %. En concreto, un 99,5 % de la luz.
Este avance podría redefinir la eficiencia de las plantas solares de concentración (CSP, por sus siglas en inglés), una tecnología con gran potencial pero que hasta ahora ha sido menos competitiva que la fotovoltaica convencional.
Energía solar concentrada: el reto de captar hasta el último fotón
Frente a los paneles solares clásicos, las torres solares utilizan un campo de heliostatos —espejos móviles— que concentran la radiación solar en un receptor térmico ubicado en lo alto de una torre. Allí, el calor extremo se transfiere a un fluido térmico (normalmente sales fundidas), que actúa como batería natural. Esa energía se puede almacenar y liberar cuando se necesita, incluso de noche o en días nublados.
Pero hay un cuello de botella: la eficiencia del material absorbente en el receptor. Si parte de la luz se refleja o se pierde, el sistema pierde competitividad. Tradicionalmente se han usado nanotubos de carbono o silicio negro, que ofrecen buenos resultados ópticos pero presentan problemas de estabilidad térmica y resistencia a la humedad. A temperaturas superiores a los 600 °C, su rendimiento cae o simplemente se degradan.
La revolución de las nanoagujas
El equipo de la UPV/EHU ha caracterizado en laboratorio el comportamiento óptico y térmico de estos nuevos materiales desarrollados en la Universidad de California en San Diego. ¿El resultado? Sorprendente: las agujas nanométricas de cobaltato de cobre recubiertas con óxido de zinc superan incluso a los nanotubos de carbono, no solo en absorción, sino también en resistencia térmica y durabilidad ambiental.
Estos materiales no solo capturan más luz (99,5 %, frente al 95 % del silicio negro), sino que lo hacen sin perder estabilidad a temperaturas críticas. Esto es clave para aplicaciones industriales reales, donde las condiciones no son controladas como en laboratorio.
Además, su morfología en forma de «bosque» de nanoneedles genera una estructura tridimensional con gran capacidad de atrapar la luz, minimizando la reflexión. Es como una trampa óptica casi perfecta.
Aplicación real y colaboración internacional
Actualmente, el Departamento de Energía de Estados Unidos está probando este material en condiciones operativas, en colaboración con el equipo del Dr. Renkun Chen (UC San Diego). Aunque el contexto político y económico estadounidense genera cierta incertidumbre sobre su despliegue a gran escala, el potencial de esta tecnología es claro.
En España, existen plantas de torre en funcionamiento, especialmente en Andalucía (como PS10 y PS20 en Sanlúcar la Mayor). Sin embargo, solo el 5 % de la energía nacional proviene de este tipo de instalaciones. Una cifra que podría multiplicarse si se abaratan costes y mejoran los materiales clave.
Los investigadores del grupo de Propiedades Termofísicas de la UPV/EHU, como Iñigo González de Arrieta, subrayan la importancia estratégica de desarrollar materiales más eficientes y duraderos que permitan escalar este modelo energético. Y no solo eso: también están explorando nuevas combinaciones que mejoren la conductividad, algo fundamental para reducir pérdidas térmicas.
Potencial
Los materiales como las nanoagujas de cobaltato de cobre no solo representan una mejora incremental. Pueden marcar un punto de inflexión. Aumentar en un 4 % la eficiencia de absorción puede parecer poco, pero en una planta solar de concentración, significa más energía útil por metro cuadrado, menos necesidad de mantenimiento, más tiempo de operación continua. Todo sin emisiones, sin ruido, sin ocupación extensiva de suelo agrícola.
Además, al permitir una mayor eficiencia en el almacenamiento térmico, estas torres se convierten en una solución viable para proporcionar energía renovable firme. Es decir, capaz de mantener el suministro incluso cuando no hay sol. En un sistema energético que busca eliminar combustibles fósiles sin comprometer la estabilidad de la red, esto es oro.
A medio plazo, si se integran estos materiales en nuevas plantas —o incluso como revestimiento mejorado en torres ya existentes— se podrían reducir costes, ampliar la vida útil de las instalaciones y aumentar la independencia energética.
Y si se combinan con sistemas de inteligencia artificial para optimizar el seguimiento solar o con tecnologías híbridas (como el acoplamiento con hidrógeno verde), podrían formar parte de un ecosistema energético sostenible y robusto.
El reto no es solo técnico, sino político y económico. Pero cada avance como este acerca el horizonte de una transición energética justa, limpia y real. Porque el sol, al fin y al cabo, sigue saliendo cada día. La cuestión es aprovecharlo al máximo.
Más información: AZO-coated refractory nanoneedles as ultra-black wide-angle solar absorbers – ScienceDirect
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