Producen electricidad con moléculas que almacenan energía solar

Un sistema de energía que captura la energía solar, la almacena y la libera cuándo y dónde se necesite ha sido perfeccionado para producir electricidad, conectándolo a un generador termoeléctrico.

Eventualmente, la investigación, desarrollada en la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, podría conducir a dispositivos electrónicos de carga automática utilizando energía solar almacenada bajo demanda.

«Esta es una forma radicalmente nueva de generar electricidad a partir de la energía solar. Significa que podemos utilizar la energía solar para producir electricidad, independientemente del clima, la hora del día, la estación o la ubicación geográfica. Es un sistema cerrado que puede operar sin causar emisiones de dióxido de carbono», dice en un comunicado el líder de investigación Kasper Moth-Poulsen, profesor del Departamento de Química e Ingeniería Química de Chalmers.

La nueva tecnología se basa en el sistema de energía solar MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems), desarrollado en la Universidad Tecnológica de Chalmers.

Muy simple, la tecnología se basa en una molécula de carbono, hidrógeno y nitrógeno especialmente diseñada que cambia de forma en un isómero rico en energía, una molécula formada por los mismos átomos pero organizados juntos de una manera diferente. Luego, el isómero se puede almacenar de manera líquida para su uso posterior cuando sea necesario, como por la noche o en invierno.

Los investigadores han refinado el sistema hasta el punto de que ahora es posible almacenar la energía hasta por 18 años. Un catalizador especialmente diseñado libera la energía guardada en forma de calor mientras devuelve la molécula a su forma original, para que luego pueda reutilizarse en el sistema de calefacción. Ahora, en combinación con un generador termoeléctrico del grosor de un micrómetro, el sistema de energía también puede generar electricidad a demanda.

El nuevo estudio, publicado en Cell Reports Physical Science y realizado en colaboración con investigadores de Shanghái, lleva el sistema de energía solar un paso más allá y detalla cómo se puede combinar con un generador termoeléctrico compacto para convertir la energía solar en electricidad.

Los investigadores suecos enviaron su molécula especialmente diseñada, cargada con energía solar, a sus compañeros Tao Li y Zhiyu Hu en la Universidad Jiao Tong de Shanghai, donde la energía se liberó y se convirtió en electricidad utilizando el generador que desarrollaron allí. Básicamente, la luz solar sueca se enviaba al otro lado del mundo y se convertía en electricidad en China.

«El generador es un chip ultradelgado que podría integrarse en dispositivos electrónicos como auriculares, relojes inteligentes y teléfonos. Hasta ahora, solo hemos generado pequeñas cantidades de electricidad, pero los nuevos resultados muestran que el concepto realmente funciona. Parece muy prometedor», dice el investigador Zhihang Wang de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

La investigación tiene un gran potencial para la producción de energía renovable y libre de emisiones. Pero queda mucha investigación y desarrollo antes de que podamos cargar nuestros dispositivos técnicos o calentar nuestros hogares con la energía solar almacenada en el sistema.

«Junto a los distintos grupos de investigación incluidos en el proyecto, ahora estamos trabajando para agilizar el sistema. Es necesario aumentar la cantidad de electricidad o calor que puede extraer. Incluso si el sistema de energía se basa en materiales básicos simples, debe adaptarse para que sea lo suficientemente rentable de producir y, por lo tanto, sea posible lanzarlo de manera más amplia», dice Kasper Moth-Poulsen.