Un grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, ha hecho grandes avances rápidos hacia el desarrollo de una molécula especialmente diseñada que pueda almacenar energía solar para su uso posterior. Estos avances se han presentado en cuatro artículos científicos este año, con elpublicado más recientemente en la revista altamente calificada Energía y ciencias ambientales .
Hace aproximadamente un año, el equipo de investigación presentó una molécula que era capaz de almacenar energía solar. La molécula, hecha de carbono, hidrógeno y nitrógeno, tiene la propiedad única de que cuando es golpeada por la luz solar, se transforma en energíarico en isómeros: una molécula que consta de los mismos átomos, pero unidos de una manera diferente.
Este isómero puede almacenarse para su uso cuando esa energía se necesite más tarde, por ejemplo, por la noche o en invierno. Está en forma líquida y está adaptada para su uso en un sistema de energía solar, que los investigadores han denominado MOSTAlmacenamiento de energía solar térmica molecular. En el último año, el equipo de investigación ha logrado grandes avances en el desarrollo de MOST.
"La energía en este isómero ahora se puede almacenar por hasta 18 años. Y cuando llegamos a extraer la energía y usarla, obtenemos un aumento de calor que es mayor de lo que nos atrevíamos a esperar", dice el líder delequipo de investigación, Kasper Moth-Poulsen, profesor del Departamento de Química e Ingeniería Química.
El grupo de investigación ha desarrollado un catalizador para controlar la liberación de la energía almacenada. El catalizador actúa como un filtro, a través del cual fluye el líquido, creando una reacción que calienta el líquido en 63 grados Celsius. Si el líquido tiene una temperatura de20C cuando bombea a través del filtro, sale por el otro lado a 83 C. Al mismo tiempo, devuelve la molécula a su forma original, para que luego pueda reutilizarse en el sistema de calentamiento.
Durante el mismo período, los investigadores también aprendieron a mejorar el diseño de la molécula para aumentar sus capacidades de almacenamiento de modo que el isómero pueda almacenar energía por hasta 18 años. Esta fue una mejora crucial, ya que el enfoque del proyecto es principalmentealmacenamiento de energía química.
Además, el sistema dependía previamente de que el líquido estuviera compuesto en parte por el tolueno químico inflamable. Pero ahora los investigadores han encontrado una manera de eliminar el tolueno potencialmente peligroso y, en su lugar, usar solo la molécula de almacenamiento de energía.
Tomados en conjunto, los avances significan que el sistema de energía MÁS ahora funciona de manera circular. 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 llevaa 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 puede ser calentado.enviado de vuelta al techo para recolectar más energía, todo completamente libre de emisiones y sin dañar la molécula.
"Hemos hecho 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 una tubería 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 atraviesa la tuberíaIncluso es posible agregar una tubería adicional con agua normal para combinar el sistema con calentamiento de agua convencional.
Los siguientes 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 con las capacidades de almacenamiento, pero Kasper cree que podría extraerse más energía. Espera que el grupo de investigación logre en breve un aumento de temperatura de al menos 110 grados Celsius y cree que la tecnología podría ser de uso comercial dentro de 10años.
La investigación está financiada por la Fundación Knut y Alice Wallenberg y la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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