Investigadores de la Universidad de Houston han informado sobre un nuevo dispositivo que puede cosechar eficientemente la energía solar y almacenarla hasta que sea necesaria, sugiriendo una forma de desplegar la energía solar durante todo el día y utilizarla en aplicaciones que van desde la generación de energía hasta la destilación y la desalinización.
El dispositivo híbrido consiste en un material de almacenamiento molecular (MSM) y un material de cambio de fase localizado (L-PCM), separado por un aerogel de sílice para mantener la diferencia de temperatura necesaria (ver gráfico que ilustra la información).
A diferencia de los paneles solares y las células solares, que dependen de la tecnología fotovoltaica para la generación directa de electricidad, el dispositivo híbrido captura el calor del sol y lo almacena como energía térmica. Aborda algunos de los problemas que han estancado la adopción a gran escala de la energía solar, sugiriendo una vía para usar la energía solar durante todo el día, a pesar de las horas limitadas de luz solar, los días nublados y otras limitaciones.
El trabajo, descrito en un artículo publicado en Joule , combina el almacenamiento de energía molecular y el almacenamiento de calor latente para producir un dispositivo integrado de recolección y almacenamiento para una posible operación durante las 24 horas del día. Los investigadores informan una eficiencia de cosecha del 73% en operaciones a pequeña escala y de hasta el 90% en operaciones a gran escala.
Hasta el 80% de la energía almacenada se recuperó por la noche, y los investigadores dijeron que la recuperación durante el día fue aún mayor.
Hadi Ghasemi, profesor asociado de Ingeniería Mecánica en UH y autor del artículo, dijo que la cosecha de alta eficiencia se debe, en parte, a la capacidad del dispositivo para capturar todo el espectro de la luz solar, cosechándolo para su uso inmediato y almacenando el resto como energía molecular.
El dispositivo se sintetizó utilizando norbornadieno-cuadriciclano como material de almacenamiento molecular, un compuesto orgánico que, según los investigadores, demuestra una alta energía específica y una liberación de calor excepcional, mientras se mantiene estable durante largos períodos de almacenamiento. Ghasemi dijo que el mismo concepto podría aplicarse utilizando diferentes materiales, permitiendo optimizar el rendimiento, incluidas las temperaturas de operación y la eficiencia.
T. Randall Lee, profesor de química de la Cátedra Cullen de la Universidad de Houston, dijo que el dispositivo ofrece una eficiencia mejorada de varias maneras: la energía solar se almacena en forma molecular en lugar de calor, que se disipa con el tiempo, y el sistema integrado también reduce las pérdidas térmicas porque no hay necesidad de transportar la energía almacenada a través de tuberías.
"Durante el día, la energía termosolar se puede cosechar a temperaturas de hasta 120 grados centígrados (alrededor de 248 Fahrenheit)", dijo Lee, quien también es investigador principal del Centro de Superconductividad de Texas en UH . "Por la noche, cuando hay poca o ninguna irradiación solar, el material de almacenamiento molecular cosecha la energía almacenada, que puede convertirla de una molécula de menor energía a una molécula de mayor energía".
Eso permite que la energía almacenada produzca energía térmica a una temperatura más alta durante la noche que durante el día, lo que aumenta la cantidad de energía disponible incluso cuando el sol no brilla, dijo.
William velasquez
23/12/2019