Un grupo de investigadores de la Universidad de Houston desarrollan un nuevo dispositivo capaz de captar el calor solar y almacenarlo durante largos periodos de tiempo.
Un nuevo paso adelante para el almacenamiento solar bajo demanda.
Cuando se trata del almacenamiento solar, lo primero que se piensa es el creciente uso de baterías junto con sistemas fotovoltaicos, a pequeña y gran escala.
Sin embargo, no es sólo la electricidad lo que hay que almacenar. Uno de los elementos igualmente útiles en la actual transición energética es también la capacidad de capturar y almacenar energía solar térmica. El objetivo, sin embargo, no es tan fácil de alcanzar, especialmente si necesita un sistema que conserve el calor durante largos períodos. Este reto ha llevado en los últimos años a la creación de una nueva línea de investigación, dedicada íntegramente a la creación de acumuladores solares bajo demanda. El punto crítico de estos sistemas sigue siendo la eficiencia, pero hoy un nuevo trabajo de la Universidad de Houston podría dar un giro decisivo al sector de las baterías térmicas.
Un grupo de investigación ha creado una pequeña planta de almacenamiento que combina la acumulación de calor latente con el «almacenamiento molecular», potencialmente capaz de funcionar 24 horas al día, siete días a la semana.
Y sobre todo hacerlo con una eficiencia del 73% en las operaciones a pequeña escala y de hasta el 90% en las de gran escala. Como explica Hadi Ghasemi, profesor asociado de ingeniería mecánica de la American University, el alto rendimiento se debe, en parte, a la capacidad del dispositivo para captar todo el espectro de la luz solar, recogerla para su uso inmediato y almacenar el exceso en moléculas especialmente estables.
En concreto, este último aspecto se ha realizado utilizando el par norbornadieno-cuadricylano: estas moléculas son isómeras y tienen un comportamiento muy interesante para los estudios de acumulación solar. En detalle, el quadrociclano se produce irradiando norbornadieno, en un proceso que requiere energía. Esta misma energía almacenada en los enlaces de las moléculas se libera cuando se produce la relación inversa, es decir, cuando el quadrociclano se transforma de nuevo en norbornadieno, en presencia de catalizadores adecuados.
Los enfoques actuales de la energía solar térmica -explican los científicos en el artículo de Joule- se basan en sistemas costosos con una alta concentración óptica, que provocan grandes pérdidas de calor debido a los materiales y a las superficies calientes. Al mismo tiempo, la energía almacenada en forma de energía térmica tiene pérdidas de tiempo intrínsecamente altas. En este caso, en cambio, el acumulador solar térmico, desarrollado en la Universidad de Houston, almacena energía también en forma molecular en lugar de en forma de calor simple, y el sistema integrado reduce las pérdidas térmicas porque no es necesario transportar la energía almacenada.
Durante el día, la energía solar térmica se puede recoger a temperaturas de hasta 120 grados Celsius. Por la noche, cuando no hay sol, la energía almacenada es recogida por el material de almacenamiento molecular, que puede convertirla de una molécula de menor energía a una molécula de mayor energía. Esto permite que el sistema produzca energía térmica a una temperatura más alta por la noche que durante el día.
T. Randall Lee, profesor de química y coautor de la investigación.
Más información: www.sciencedirect.com
Carlos dice
me ha parecido muy interesante, sobre todo pensando en países clima frío , en los que una parte importante de la energía se gasta en calefacción
José Alberto Chuga Escobar dice
La ciencia y la tecnología presentan soluciones muy útiles a los grandes problemas sociales que ya están suficientemente diagnósticados.