Este nuevo material puede almacenar energía solar durante meses

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Investigadores de la Universidad de Lancaster del Reino Unido estudiaron un material cristalino, un material sólido con partes como átomos, moléculas o iones que están dispuestas en una estructura microscópica muy ordenada, y descubrieron que tiene propiedades que le permiten capturar energía solar. La energía se puede almacenar durante varios meses a temperatura ambiente y se puede liberar bajo demanda en forma de calor.

Almacenamiento de energía solar

Con un mayor desarrollo, estos materiales podrían ofrecer el potencial de capturar energía solar durante los meses de verano y almacenarla para su uso en invierno, cuando hay menos energía solar disponible.

Esto resultaría invaluable para cosas tales como sistemas de calefacción en sistemas fuera de la red o ubicaciones remotas o como un complemento ecológico de la calefacción convencional en casas y oficinas. También podría producirse como una capa fina y aplicarse a la superficie de los edificios.

El estudio, titulado “Almacenamiento de energía solar a largo plazo en condiciones ambientales en un material de cambio de fase sólido-sólido basado en MOF”, fue publicado por la revista Química de Materiales.

Cómo funciona

El material cristalino se basa en un tipo de “estructura organometálica” (MOF), que consiste en una red de iones metálicos – átomos o moléculas con una carga eléctrica neta – unidos por moléculas de carbono para formar estructuras tridimensionales. Los MOF son porosos, por lo que pueden formar materiales compuestos al albergar otras moléculas pequeñas dentro de sus estructuras. El compuesto MOF es sólido, por lo que es químicamente estable y fácil de contener.

El equipo de investigación de Lancaster quería averiguar si un compuesto MOF conocido como DMOF1, preparado previamente por un equipo de investigación de la Universidad de Kyoto de Japón, podría usarse para almacenar energía. Eso nunca se había investigado antes.

Los poros MOF se cargaron con moléculas de azobenceno, un compuesto que absorbe fuertemente la luz. Estas moléculas actúan como fotointerruptores que pueden cambiar de forma cuando se aplica un estímulo externo, como luz o calor. Los investigadores expusieron el material a la luz ultravioleta, lo que provocó que las moléculas de azobenceno cambiaran de forma a una configuración tensa dentro de los poros de MOF, como un resorte doblado. Los poros estrechos de MOF atrapan las moléculas de azobenceno en su forma deformada, por lo que la energía potencial se puede almacenar durante largos períodos de tiempo a temperatura ambiente.

Cuando se aplica calor externo como un disparador para “cambiar” su estado, la energía se libera nuevamente, como un resorte que se endereza. Esto proporciona calor que se puede utilizar para calentar otros materiales.

La parte emocionante es que las pruebas posteriores mostraron que el material podía almacenar la energía durante al menos cuatro meses.

Dr. John Griffin, investigador principal adjunto del estudio, dijo:

El material funciona un poco como los materiales de cambio de fase, que se utilizan para suministrar calor en los calentadores de manos. Sin embargo, mientras que los calentadores de manos deben calentarse para recargarlos, lo bueno de este material es que captura la energía “gratuita” directamente del sol. Tampoco tiene partes móviles o electrónicas, por lo que no hay pérdidas involucradas en el almacenamiento y liberación de la energía solar.

Esperamos que con un mayor desarrollo podamos fabricar otros materiales que almacenen aún más energía.

El siguiente paso es investigar otras estructuras MOF así como tipos alternativos de materiales cristalinos con mayor potencial de almacenamiento de energía.

Así lo vemos en Electronia

Innovaciones como estas son de importancia urgente a medida que avanzamos rápidamente hacia la energía verde y nos alejamos de los combustibles fósiles. Imagine tener paneles fotovoltaicos y la capacidad de almacenar la energía solar que proviene de esos paneles para meses.

Qué cambio de juego sería en el mundo de la energía, y particularmente para las personas que viven en climas estacionales, como en el norte de Europa, donde tiende a ser soleado en verano y gris en invierno.

Este es un desarrollo muy emocionante, y definitivamente uno a tener en cuenta para ver cuál es el siguiente paso adelante.

Foto: Pixabay /Pexels.com

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Y eso es todo por ahora, me despido hasta una nueva vez. ¡Un saludo!

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