No importa cuán abundante o renovable, la energía solar todavía tiene un problema, puesto que no hay un almacenamiento a largo plazo, barato y eficiente, para la energía que genera.
La industria solar ha estado estancada en esta rama por un tiempo, pero solo en el último año, una serie de cuatro documentos ha dado paso a una nueva e inusual solución.
Científicos en Suecia han desarrollado un fluido especializado, llamado combustible térmico solar, que puede almacenar la energía del sol durante más de una década. Su trabajo fue publicado en Energy & Environmental Science.
«Un combustible térmico solar es como una batería recargable, pero en lugar de electricidad, se le pone la luz solar y genera calor, activándose a demanda», explicó un ingeniero de materiales del MIT a NBC News.
El fluido es en realidad una molécula en forma líquida en la que han estado trabajando por más de un año los científicos de la Universidad de Tecnología de Chalmers, Suecia.
Esta molécula está compuesta de carbono, hidrógeno y nitrógeno, y cuando entra en contacto con la luz solar, hace algo inusual: los enlaces entre sus átomos se reorganizan y se convierten en una nueva versión energizada de sí misma, llamada isómero, que captura la energía solar entre sus fuertes enlaces químicos y la mantiene allí incluso cuando la molécula se enfría a temperatura ambiente.
Cuando se necesita la energía, en la noche o durante el invierno, el fluido simplemente se extrae a través de un catalizador que devuelve la molécula a su forma original, liberando energía en forma de calor.
«La energía en este isómero ahora puede almacenarse por hasta 18 años», dice uno de los científicos del equipo, el científico en nanomateriales Kasper Moth-Poulsen de la Universidad de Chalmers.
El profesor Kasper Moth-Poulsen mostrando el catalizador del isótopo.
«Cuando venimos a extraer la energía y la usamos, obtenemos un aumento de calor que es mayor de lo que nos atrevimos a esperar», relata Moth-Poulsen.
Los investigadores han puesto a prueba el nuevo fluido a través de un prototipo del sistema de energía, colocado en el techo de un edificio universitario, y dicen que los resultados han llamado la atención de numerosos inversores. Es un dispositivo formado por un reflector cóncavo con una tubería en el centro, que rastrea el Sol como una especie de antena parabólica.
El sistema funciona de manera circular. Al bombear a través de tubos transparentes, el fluido se calienta con la luz solar, convirtiendo la molécula norbornadieno en su isómero que atrapa el calor, el cuadriciclano. El fluido se almacena a temperatura ambiente con una pérdida de energía mínima.
Cuando se necesita la energía, el fluido se filtra a través de un catalizador especial que convierte las moléculas de nuevo a su forma original, calentando el líquido a 63 grados Celsius.
La esperanza es que este calor se pueda utilizar para los sistemas de calefacción domésticos, alimentando el calentador de agua de un edificio, el lavaplatos, la secadora de ropa y otros sistemas, antes de regresar al techo una vez más.
Los investigadores han puesto el fluido en el mismo ciclo más de 125 veces, acumulando calor y dejándolo ir sin un daño significativo a la molécula.
«Hemos hecho muchos avances cruciales recientemente y hoy tenemos un sistema de energía libre de emisiones que funciona todo el año», dice Moth-Poulsen.
Después de una serie de rápidos desarrollos, los investigadores afirman que su fluido ahora puede contener 250 vatios-hora de energía por kilogramo, lo que es el doble de la capacidad energética de las baterías Powerwall de Tesla, según NBC.
Pero el sistema todavía se puede mejorar. Con las manipulaciones adecuadas, los investigadores creen que pueden llegar a obtener hasta 110 grados Celsius más.
«Queda mucho por hacer. Acabamos de hacer que el sistema funcione. Ahora debemos asegurarnos de que todo esté diseñado de manera óptima», dice Moth-Poulsen.
Si todo sale según lo planeado, los científicos creen que la tecnología podría estar disponible para uso comercial dentro de 10 años.
Fuente: Science Alert
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