El dispositivo de captura de calor alcanzó los 1050°C en experimentos
Mark Bulmer/Alamy
Los ingenieros han desarrollado un dispositivo que puede generar temperaturas de más de 1000°C (1832°F) capturando eficientemente energía de el sol. Algún día podría utilizarse como una alternativa ecológica a la quema combustibles fósiles en la producción de materiales como acerovidrio y cemento.
La fabricación de estos materiales implica calentar las materias primas a más de 1.000 °C mediante la quema de combustibles fósiles, lo que consume mucha energía. “Aproximadamente la mitad de la energía que utilizamos no se transforma en electricidad”, afirma Emiliano Casati en ETH Zurich en Suiza. “Se utiliza para producir muchos de los materiales que necesitamos en nuestra vida diaria y nuestras industrias”.
Los hornos solares, que utilizan una serie de espejos móviles para enfocar la luz solar hacia un receptor que alcanza altas temperaturas, podrían usarse en los sitios de fabricación como una alternativa a la quema de combustibles fósiles. Sin embargo, actualmente son bastante ineficaces a la hora de convertir la energía solar a temperaturas superiores a los 1.000°C, afirma Casati.
Para mejorar la eficiencia de estos dispositivos, Casati y sus colegas han diseñado un receptor solar que atrapa el calor y está rodeado por una capa de cuarzo de 300 milímetros.
El cuarzo es un material semitransparente que permite el paso de la energía luminosa pero bloquea la energía térmica. Esto significa que a medida que el silicio se calienta debido a la luz solar concentrada, el cuarzo evita que la energía térmica se escape, atrapando el calor y reduciendo la pérdida de energía en el sistema.
El equipo probó el receptor solar modificado en una instalación que simula la luz solar mediante LED. Sus experimentos iniciales descubrieron que el absorbente de silicio alcanzaba fácilmente los 1050°C.
Según los modelos de transferencia de calor, el escudo de silicio podría permitir a los receptores alcanzar temperaturas de hasta 1200°C manteniendo al mismo tiempo el 70 por ciento de la entrada de energía en el sistema. Sin el escudo de silicio, la eficiencia energética cae a sólo el 40 por ciento para la misma temperatura.
Si bien este es solo un dispositivo de prueba de concepto, Casati espera que algún día sea ampliamente utilizado como una forma ecológica de producir las altas temperaturas necesarias en la fabricación. “Realmente necesitamos afrontar el desafío de descarbonizar estas industrias, y ésta podría ser una de las soluciones”, afirma.
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