Ciencia de los Materiales
Nuevo material capaz de convertir en calor el 90 por ciento de la luz solar capturada
Unos ingenieros han desarrollado un material basado en nanopartículas y pensado para su uso en centrales eléctricas de energía solar térmica concentrada. El material está diseñado para absorber y convertir en calor más del 90 por ciento de la luz solar que captura. El nuevo material puede además resistir temperaturas de más de 700 grados centígrados, y soportar muchos años expuesto a la intemperie.
Este trabajo es obra de un equipo multidisciplinario de la Escuela Jacobs de Ingeniería, dependiente de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, y ha sido financiado por el Departamento estadounidense de Energía.
El material resulta pues mucho mejor que el empleado actualmente en bastantes instalaciones de este tipo, que solo puede trabajar a temperaturas más bajas y necesita ser revisado y puesto a punto casi cada año.
“Queríamos crear un material que absorbiese la luz solar impidiendo que nada de ella se perdiera; algo así como el agujero negro de la luz solar”, explica Sungho Jin, del equipo de investigación y desarrollo. Jin, Zhaowei Liu y Renkun Chen desarrollaron el nanomaterial recubierto con boruro de silicio.
El novedoso material se caracteriza, entre otras cosas, por una superficie “multiescala” creada utilizando partículas de muchos tamaños, desde 10 nanómetros a 10 micrómetros. Las estructuras a multiescala pueden atrapar y absorber luz, lo que contribuye a la alta eficiencia del material cuando funciona a temperaturas altas.
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Bryan VanSaders, del equipo de investigación, mide cuánta luz solar simulada puede absorber el nuevo material, usando un conjunto de instrumentos que permite hacer mediciones espectrales desde la banda visible hasta la infrarroja. (Foto: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering)
La energía solar térmica concentrada, conocida también como electricidad solar de concentración, está surgiendo como una energía limpia alternativa muy eficiente. Uno de los atractivos de la tecnología es que puede ser usada para reciclar a bajo coste las actuales centrales eléctricas que utilizan carbón o combustibles fósiles, porque usa el mismo proceso para generar electricidad a partir de vapor. De ese modo, las centrales eléctricas contaminantes pueden seguir funcionando tras las modificaciones que las convierten en limpias.
Las centrales eléctricas tradicionales queman carbón u otros combustibles fósiles para emitir calor que convierta agua en vapor. El vapor hace girar una turbina gigante que genera electricidad. Las plantas de energía solar térmica concentrada crean el vapor necesario para girar la turbina usando luz solar que calienta sal fundida. La sal fundida puede también ser almacenada en depósitos térmicos por la noche, donde puede continuar generando vapor y por tanto electricidad, las 24 horas del día si se desea, una ventaja significativa sobre los sistemas fotovoltaicos que dejan de generar electricidad con la puesta del sol.
