La energĂa termosolar o solar tĂ©rmica suele basarse en el uso de espejos para calentar cuerpos de agua y asĂ aprovechar el calor procedente del Sol para producir energĂa renovable, ya sea tĂ©rmica o elĂ©ctrica. Pero existen otras formas de aprovechar el calor de nuestra estrella gracias a la nanoingenierĂa.
Cosechar el calor del Sol
Un equipo de investigadores ha formulado una nueva tecnologĂa destinada a convertir la radiaciĂłn solar en energĂa tĂ©rmica. El sistema propuesto promete dos ventajas: eficiencia y escalabilidad.
Los creadores de este mecanismo destacan que su eficiencia es alta porque no su alta absorbencia, del 94% segĂşn el trabajo; sino tambiĂ©n por minimizar la emisividad tĂ©rmica. Esta energĂa tĂ©rmica puede utilizarse como tal o puede convertirse en energĂa elĂ©ctrica a travĂ©s de materiales termoelĂ©ctricos.
“La energĂa renovable solar se transfiere como una onda electromagnĂ©tica dentro de un rango amplio de frecuencias,” explica en una nota de prensa Ying Li, uno de los autores del estudio. “Una buena cosechadora de energĂa solar tĂ©rmica debe ser capaz de absorber la onda y calentarse, asĂ convirtiendo la energĂa solar en energĂa tĂ©rmica. Este proceso requiere una alta absorbencia (100% serĂa perfecto), y (…) tambiĂ©n suprimir su radiaciĂłn tĂ©rmica para preservar la energĂa (…), lo que requiere una baja emisividad tĂ©rmica”.
De lo minĂşsculo a las grandes instalaciones
Hasta ahora los sistemas termosolares basados en micro y nanoestructuras padecĂan de problemas de escalabilidad: construirlos implicaba unos costes excesivos. Es uno de los problemas que Li y su equipo creen haber resuelto con su diseño.
La clave de ello está en un patrón cuasiperiódico a nanoescala. En este patrón las moléculas se colocan en su mayor parte en un patrón regular, en que aparecen ciertas irregularidades ocasionales (de ahà el “quasi-”). Estos “defectos”, sin embargo, no causan problemas en el funcionamiento del mecanismo ni en su eficiencia.
Esta nanoestructura se autoensambla gracias a moléculas de óxido de hierro (Fe3O4) introducidas junto a grafito (carbono). El óxido organiza el resto de materia a su alrededor en una estructura, lo que hace que ésta no tenga que ser fabricada a nanoescala, lo que implica a su vez más facilidad para escalar este sistema.
Una tecnologĂa versátil
La facilidad a la hora de convertir la energĂa renovable en tĂ©rmica en elĂ©ctrica y la versatilidad que ello conlleva son tambiĂ©n factores de los que presumen Li y su equipo.
En este sentido, los investigadores construyeron una versiĂłn termoelĂ©ctrica de su diseño basado en nanopartĂculas. Lograron asĂ generar 20 milivoltios por centĂmetro cuadrado. SegĂşn el equipo lo suficiente para iluminar 20 LEDs por metro cuadrado de instalaciĂłn solar.
“Esta estructura altamente versátil y nuestra investigaciĂłn básica pueden utilizarse para explorar el lĂmite superior de la recolecciĂłn de energĂa solar, como los generadores solares termoelĂ©ctricos escalables y flexibles, que pueden servir como un componente de asistencia a la recolecciĂłn solar para incrementar la eficiencia total de las arquitecturas fotovoltaicas”, sentenciaba Li.
Un impulso a las renovables
La coexistencia de una crisis climática y la peor crisis energĂ©tica desde hace casi 50 años han puesto de relieve la necesidad de buscar alternativas más eficientes de generar energĂa para nuestro dĂa a dĂa. La energĂa solar tendrá un papel importante en el mix energĂ©tico del futuro, pero su capacidad de mejora es aĂşn enorme. Trabajos como este pueden ayudarnos a “exprimir” mejor la fuente de casi toda la energĂa con la que cuenta nuestro planeta: el Sol.