19 jul. 2011

Nanotubos de carbono permiten el almacenamiento indefinido de energía


Ingenieros e investigadores del MIT han desarrollado una innovadora tecnología para el almacenamiento de la energía solar que no se degrada y supone un coste menor que el de otras alternativas. El nuevo enfoque utiliza nanotubos de carbono, que se recargan al estar expuestos al sol.

Este innovador método soluciona varios de los inconvenientes habituales relacionados con el almacenamiento de la energía solar, mediante el uso de productos químicos. Además supone ventajas significativas con respecto a la conversión eléctrica o al uso de recipientes térmicos aislados.


El almacenamiento a través de productos químicos puede extenderse por largos períodos de tiempo sin perder ningún porcentaje de la energía almacenada. El problema con este enfoque hasta hoy ha sido que los productos químicos, necesarios para realizar esta conversión y el almacenamiento, se degradan después de algunos ciclos, como sucede por ejemplo con el rutenio, que es además muy costoso.

Sin embargo, el grupo de investigación del MIT, liderado por los especialistas Jeffrey Grossman y Alexie Kolpak, ha desarrollado un nuevo enfoque con fulvalene diruthenium, una molécula conocida por los científicos como la mejor alternativa química para el almacenamiento de energía solar, ya que permite el desarrollo de dispositivos que no se degradan.

Más económico y eficiente

Grossman señala, además, que cuando se avance en una mejor comprensión de este proceso se podrá acelerar la búsqueda de otros compuestos, hechos de materiales abundantes y baratos, que podrían ser utilizados de la misma manera y con la misma eficacia para el almacenamiento de energía solar.

El trabajo desarrollado en el MIT ha sido difundido a través de una nota de prensa del propio instituto de investigación, y además fue resumido en un artículo publicado recientemente en la revista especializada Nano Letters.

El enfoque empleado por Grossman y Kolpak a partir de fulvalene diruthenium hace uso de nanotubos de carbono, diminutas estructuras tubulares de carbono puro, que se combinan con un compuesto llamado azobenceno.

Las moléculas resultantes de esta interacción incluyen nuevas propiedades que no están disponibles en los materiales por separado. El nuevo sistema no solamente es menos costoso que el rutenio, por ejemplo, sino que también es mucho más eficiente en el almacenamiento de energía en una determinada cantidad de espacio.

La efectividad es cerca de 10.000 veces más alta en términos de densidad volumétrica de energía, según los especialistas. De esta forma, la densidad de energía obtenida es comparable a la presente en las baterías de litio-ion. En consecuencia, los procesos energéticos ligados a la energía solar podrían verse claramente beneficiados con este nuevo enfoque.

Importantes ventajas

Asimismo, mediante el uso de métodos de nanofabricación es posible controlar las interacciones entre las moléculas, el aumento de la cantidad de energía que se puede almacenar y la longitud de tiempo durante el que se debe realizar el almacenamiento. Además, cada variable se puede controlar de manera independiente.

Una de las grandes ventajas del nuevo enfoque para aprovechar la energía solar es que simplifica el proceso, mediante la combinación de la recolección y almacenamiento de energía en un único paso. Se trata de una alternativa que no se degrada y que puede trabajar en forma indefinida, además de ser económica.

Una limitación, sin embargo, es que aunque este método es útil para aplicaciones de calefacción, en el caso de la producción de electricidad se requiere también un proceso de conversión, el uso de dispositivos termoeléctricos o la producción de vapor para poner en marcha un generador.

Según Grossman, el método diseñado es un concepto general que se puede aplicar a muchos nuevos materiales que ya han sido sintetizadas por otros investigadores para diferentes aplicaciones. Ahora será necesario adaptar sus propiedades para el almacenamiento de energía solar térmica, permitiendo que esta nueva tecnología amplíe en mayor medida su impacto y aplicación.



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