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Un material permite acumular indefinidamente energía solar y convertirla en calor en cualquier momento

Energía solar… sin Sol

¿Se puede obtener energía solar cuando el sol no brilla? La respuesta evidente es que no. La razón por la que es posible explotar placas solares en medio de zonas desérticas es porque el sol brilla continuamente. La posibilidad de crear energía solar aún cuando no hay Sol podría suponer una verdadera revolución en la obtención de energía. Eso es justamente lo que un equipo de investigadores del MIT y de la Universidad de Harvard. Han creado un material que permite absorber el calor del Sol y almacenarlo químicamente, de forma que pueda liberarse posteriormente según las necesidades.

Si bien no se trata de una solución definitiva al problema de la falta de sol, y no es eficaz (aunque podría hacerlo, a la hora de transformar esa energía acumulada en electricidad, sí que permite aplicarla en la generación de calor como podrían ser las calefacciones de los edificios, cocinar o procesar alimentos industrialmente. Y eso sí que da una nueva vía de salida a las posibilidades de la energía solar, haciéndola almacenable y distribuible en forma de calor.

El material se basa en unas moléculas de azobenceno que funcionan como conmutadores de la energía lumínica, conocidas como photoswitches, alternando entre dos posibles formas. La exposición a la luz solar hace que la molécula salte de una forma a otra y se mantenga estable en ella durante mucho tiempo. Luego, un pequeño estímulo como una sacudida de calor, luz o electricidad, puede revertirla nuevamente, emitiendo calor en el proceso. Estos photoswitches se comportan como baterías térmicas recargables que captan la energía del Sol, la almacenan indefinidamente y luego la liberan bajo demanda.

Para alcanzar estos resultados hubo que pasar un largo proceso de tres años para tratar de resolver algunos inconvenientes del material, según revelaban los modelos informáticos empleados. Para lograr la densidad de energía deseada (relación de la cantidad de energía almacenada en un peso y volumen de materia determinado) era necesario agrupar las moléculas de forma que estén lo más cerca posible unas de otras. Y ahí radicaba una de las mayores dificultades. Primeramente se intentó agrupar las moléculas mediante nanotubos de carbono, pero no lograron obtener un paquete lo suficientemente compacto como para acercarse al modelo que el ordenador señalaba como el idóneo. Sólo hasta la mitad de lo necesario. Sin embargo, por el camino vieron que el empaquetamiento obtenido sí que permitía obtener el almacenamiento de calor que esperaban conseguir, incluso mayor, lo que enfocó la investigación en lo que ya habían logrado.

Lo que hicieron a continuación fue trabajar con las moléculas de azobenceno y los nanotubos de carbono. Los investigadores observaron que parte del azobenceno sobresale por los lados del nanotubo de carbono, de forma similar a los dientes de un peine. Así que mientras que esos “dientes”, de forma individual estaban al doble de la distancia esperada, las moléculas de azobenceno se intercalaban con ellos, dando como resultado que las moléculas quedaban, en realidad, más próximas unas de otras de lo que se esperaban inicialmente. Si bien el modelo informático mostraba que el empaquetamiento de azobenceno con natotubos de carbono tenía que aumentar un 30% el almacenamiento de energía, en los experimentos ese aumento alcanzó el 200%.

Las posibilidades ahora se enfocan en encontrar nuevas combinaciones de moléculas y sustratos en lugar de otras moléculas photoswitch específicas. Esto abre el campo para todas esas situaciones en las que lo que se necesita de la energía solar no es electricidad, sino calor. Como en el caso  de los lugares donde se emplea leña o estiércol para cocinar, lo que en ocasiones juega a favor de la deforestación y insalubridad, y permitiendo que las gentes de esos lugares puedan cocinar cuando todavía no ha salido el sol o cuando ya se ha puesto.

Fuente: MIT sobre un trabajo liderado por Timothy Kucharski en colaboración con Jeffrey Grossman.

Imagen: Wikimedia Commons. Autor: Lykaestria

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