Ahorrando la energía del sol de verano para el invierno
Un grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, ha hecho grandes y rápidos avances hacia el desarrollo de una molécula especialmente diseñada que puede almacenar energía solar para su uso posterior.
Estos avances se han presentado en cuatro artículos científicos este año, y el más reciente se ha publicado en la revista Energy & Environmental Science, de gran prestigio.
La energía solar está disponible en cantidades casi inagotables, pero no en todo momento. La transición a fuentes de energía renovables habría sido mucho más avanzada si hubiera sido posible almacenar estas energías en mayores cantidades y durante un período de tiempo más largo. Los investigadores de Suecia ahora han dado un gran paso hacia estas tecnologías de almacenamiento.
Un grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, ha hecho grandes y rápidos avances hacia el desarrollo de una molécula especialmente diseñada que puede almacenar energía solar para su uso posterior. Hace aproximadamente un año, el equipo 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 un isómero rico en energía, una molécula que consta de los mismos átomos, pero unidos entre sí de una manera diferente.
Este isómero, que los investigadores lo llamaron MOST (almacenamiento de energía solar térmica molecular), se puede almacenar para su uso incluso después de períodos más largos, por ejemplo, por la noche o en invierno. Mientras tanto, el grupo de investigación logró nuevos avances.
Según el líder del equipo de investigación Kasper Moth-Poulsen del Departamento de Química e Ingeniería Química de Chalmers, el isómero ahora puede almacenar su energía hasta por 18 años.
“Y cuando venimos a extraer la energía y usarla, obtenemos un aumento de calor que es mayor de lo que nos atrevíamos a esperar”, dijo.
El grupo de investigación desarrolló 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 a 63° C.
Si el líquido tiene una temperatura de 20 ° C 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 su capacidad de almacenamiento de modo que el isómero pueda almacenar energía hasta por 18 años. Esta fue una mejora crucial, ya que el enfoque del proyecto es principalmente el almacenamiento de energía química. Además, los investigadores también lograron modificar la composición de la molécula para que ya no sea inflamable.
En conjunto, los avances significan que el sistema de energía MOST 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.
Los investigadores afirman que durante el período de almacenamiento, el sistema solo tiene pérdidas de energía mínimas.
Cuando se necesita la energía, se puede extraer a través del catalizador para que el líquido se caliente.
En el futuro, dichos sistemas podrían utilizarse en sistemas de calefacción domésticos, después de lo cual el líquido se puede enviar de regreso al techo para recolectar más energía.
Y lo mejor de todo: todo el círculo energético está completamente libre de emisiones.
Los próximos pasos para los investigadores son combinar todo en un sistema coherente.
El grupo está satisfecho con las capacidades de almacenamiento, pero Kasper cree que se podría extraer más energía. Espera que el grupo de investigación logre en breve un aumento de temperatura de al menos 110 ° C y cree que la tecnología podría estar en uso comercial dentro de diez años.
Los resultados de la investigación se han presentado en varios artículos científicos este año, y el más reciente se ha publicado en la revista Energy & Environmental Science.
La investigación está financiada por la Fundación Knut y Alice Wallenberg y la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica.
Referencias:
- Photoswitches líquidos Norbornadiene para almacenamiento de energía solar en la revista Advanced Energy Materials.
- Interruptores fotográficos basados en norbornadieno con una combinación excepcional de coincidencia de espectro solar y almacenamiento de energía a largo plazo en Chemistry: A European Journal.