El perdurable cicerone de la energía Solar

Esta semana os traemos una novedad muy interesante en el campo de la química, los nanomateriales, y, que puede cambiar la forma como se hacen sistemas de energía solar.

Se está desarrollando por un grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, una molécula diseñada para almacenar energía solar para su uso posterior. Los avances de esta “batería solar” se han presentado en la revista Energy & Environmental Science.

La molécula, hecha de carbono, hidrógeno y nitrógeno, tiene la propiedad única de que cuando es golpeada por la luz solar, se transforma en un isómero rico en energía, una molécula que consta de los mismos átomos, pero unidos entre sí de una manera diferente.

Este isómero, en el cual se puede almacenar energía para su uso posterior, por ejemplo, por la noche o en invierno, se presenta en forma líquida y está adaptado para su uso en un sistema de energía solar MOST (almacenamiento de energía solar térmica molecular).  U ha sido noticia que el equipo de investigación de la Universidad Sueca de Chalmers ha logrado grandes avances en el desarrollo de MOST.

“La energía de este isómero ahora se puede almacenar hasta por 18 años. Y cuando venimos a extraer la energía y usarla, obtenemos un aumento de calor que es mayor del que siquiera imaginábamos ”, dice el líder del equipo de investigación, Kasper Moth-Poulsen, Profesor en Química de Nanomateriales.

Professor Kasper Moth-Poulsen holding a tube containing the catalyst, in front of the ultra-high vacuum setup that was used to m
Kasper Moth-Poulsen, Profesor en Química de Nanomateriales

El grupo de investigación ha desarrollado un catalizador para controlar la liberación de la energía almacenada. El catalizador actúa como si fuera un filtro, que por cual fluye el líquido y donde se crea una reacción que calienta el líquido. Si el líquido tiene una temperatura de 20 ° Celsius cuando este es bombeado a través del filtro, sale por el otro lado a 83 ° Celsius. Al mismo tiempo, devuelve la molécula a su forma original, para que luego pueda reutilizarse en el sistema de calentamiento.

Los investigadores aprendieron también a mejorar el diseño del isómero para aumentar su capacidad de almacenamiento de modo que en la molécula se pueda almacenar energía durante cerca de 18 años. Esta mejora es crucial y de extrema importancia para concretar la vida útil de la energía química almacenada.

El sistema solar corriente capta la energía y la envía a baterías. Este tipo de integración lo convertiría en un sistema circular de energía solar. Primero, el líquido captura la energía de la luz solar, en un colector solar térmico en el techo de un edificio. Luego se almacena a temperatura ambiente, lo que genera pérdidas de energía mínimas. Cuando se necesita la energía, se puede extraer a través del catalizador para que el líquido se caliente. Se prevé que este calor se pueda utilizar, por ejemplo, en sistemas de calefacción domésticos, después de lo cual el líquido se puede enviar de regreso al techo para recolectar más energía, todo completamente libre de emisiones y sin dañar la molécula.

El sistema de energía MOST funciona de manera circular, completamente libre de emisiones y sin dañar las moléculas que transportan la energía. Ilustración: Yen Strandqvist

“Hemos logrado muchos avances cruciales recientemente y hoy tenemos un sistema de energía libre de emisiones que funciona todo el año”, dice Kasper Moth-Poulsen.

El colector solar térmico es un reflector cóncavo con un tubo en el centro. Sigue la trayectoria del sol a través del cielo y funciona de la misma manera que una antena parabólica, enfocando los rayos del sol a un punto donde el líquido pasa a través de la tubería. Incluso es posible agregar una tubería adicional con agua normal para combinar el sistema con el calentamiento de agua convencional.

Los próximos pasos para los investigadores son combinar todo en un sistema coherente.

“Queda mucho por hacer. Acabamos de hacer que el sistema funcione. Ahora debemos asegurarnos de que todo esté diseñado de manera óptima ”, dice Kasper Moth-Poulsen.

El grupo está satisfecho pero cree que se podría extraer más energía. Ellos esperan lograr en breve un aumento de temperatura de al menos 110 ° Celsius y cree que la tecnología podría estar en uso comercial dentro de 10 años.

Fuente: https://www.chalmers.se/en/departments/chem/news/Pages/Emissions-free-energy-system-saves-heat-from-the-summer-sun-for-winter-.aspx

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