Material de última generación para almacenar el calor solar

polymer

Asistimos a un gran desarrollo de materiales denominados de última generación, que abre un abanico impresionante de aplicaciones prácticas, a partir de una característica propia de estos materiales; que es la responder  de distintas formas a un estímulo, como puede ser una variación de temperatura, iluminación, electricidad, etc.

Uno de estos casos es el desarrollo de un nuevo material que puede almacenar la energía solar durante el día y liberarla posteriormente en forma de calor según sea necesario, descubierto por un equipo de investigadores del MIT, liderados por el profesor Jeffrey Grossman.

El material en cuestión es una película de un polímero transparente que se puede aplicar a muchas superficies diferentes, tales como el cristal de una ventana, parabrisas de un automóvil y hasta en la ropa.

Como sabemos, el sol es una fuente inagotable de energía pero solamente disponible durante el día; por lo que para poder cubrir las necesidades humanas, tiene que haber una forma eficiente de almacenar esa energía para su uso durante la noche y los días tormentosos. Hasta ahora la mayoría de los esfuerzos se han centrado en el almacenamiento y la recuperación de la energía solar en forma de electricidad; pero el nuevo hallazgo de los investigadores del MIT podría proporcionar un método altamente eficiente para almacenar la energía del sol, a través de una reacción química y liberarla posteriormente en forma de calor.

Precisamente la clave pasa por almacenar el calor solar en forma de un cambio químico en lugar de almacenar el propio calor que se disipará inevitablemente con el tiempo, por bueno que sea el aislamiento. Y esa clave parece ser una molécula que puede permanecer estable en cualquiera de dos configuraciones diferentes: cuando se expone a la luz solar, la energía de la luz agita las moléculas a su configuración “cargada”, y pueden permanecer así durante largos períodos. Después, cuando se activa por un estímulo, como ser una temperatura muy específica u otro tipo de estímulo, las moléculas recuperan su forma original, emitiendo calor en el proceso.

Estos materiales se han desarrollado con anterioridad, incluso en trabajos previos del profesor Grossman y su equipo; pero esos esfuerzos “tuvieron una utilidad limitada en aplicaciones en estado sólido”, porque fueron diseñados para ser utilizados en soluciones de líquidas por lo que no fueron capaces de hacer películas de estado sólido duradero, dice el postdoc David Zhitomirsky, integrante del equipo de investigación. El nuevo enfoque es el primero basado en un material en estado sólido, en este caso un polímero, y el primero basado en materiales de bajo costo y de tecnología de fabricación generalizada.

“Este trabajo presenta una buena posibilidad para una recolección de energía y almacenamiento simultáneo dentro de un mismo material”, dice Ted Sargent, profesor universitario en la Universidad de Toronto, que no participó en esta investigación.

La fabricación del nuevo material requiere sólo de un proceso de dos pasos muy simples, según los investigadores; capaz de hacer la película apropiada para almacenar una cantidad útil de calor, para lo cual comenzaron con la utilización de materiales denominados azobencenos; que cambian su configuración molecular en respuesta a la luz. Los azobencenos pueden entonces ser estimulados por un pequeño pulso de calor, para volver a su configuración original y liberar mucho más calor en el proceso. Los investigadores modificaron la química del material para mejorar su densidad de energía o sea la cantidad de energía que se puede almacenar para un peso dado; su capacidad para formar capas lisas y uniformes, y su capacidad de respuesta al impulso del calor de activación.

Finalmente el material obtenido, es una película muy transparente; que podría ser muy útil por ejemplo, para descongelar los parabrisas de los automóviles sin ningún tipo de obstrucción para la visión del conductor del vehículo. En este sentido, la automotriz alemana BMW, uno de los patrocinadores de esta investigación; es la principal interesada en la aplicación potencial de esta solución.

El equipo continúa trabajando en la mejora de las propiedades de la película, dice Grossman. El material cuenta actualmente con un tinte amarillento ligero, por lo que los investigadores están trabajando en la mejora de su transparencia.

El sistema tal como existe actualmente podría ser una ayuda significativa para los coches eléctricos, que dedican tanta energía para calefacción y deshielo; que sus autonomías pueden caer en un 30 por ciento en condiciones de frío. El nuevo polímero podría reducir significativamente esa pérdida, dice Grossman.

“El enfoque es innovador y distintivo”, dice Sargent, de la Universidad de Toronto. “La investigación es un avance importante hacia la aplicación práctica de los materiales de almacenamiento de energía / de liberación de calor de estado sólido, tanto desde el punto de vista científico y de la ingeniería.”

Fuente:

http://mitei.mit.edu/news/new-way-store-solar-heat

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stacruzricardo

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