Martinez 2018as

"Llum del sol en un ampolla", "combustible solar tèrmic"... són algunes de les possibles maneres d’anomenar el fluid desenvolupat per investigadors suecs, que permet emmagatzemar a llarg termini l’energia del sol.

• Fins a divuit anys d’emmagatzemament: MOST (molecular solar thermal energy storage)
• Autors

Fins a divuit anys d’emmagatzemament: MOST (molecular solar thermal energy storage)

Un dels factors principals que impedeix l’adopció massiva de l’energia solar és probablement la impossibilitat d'emmagatzemar-la per utilitzar-la més endavant: en això, els combustibles fòssil tenen tot l’avantatge. Però investigadors suecs han trobat un fluid que funciona com una bateria recarregable, capturant l’energia solar i alliberant-la sota demanda, en forma d’energia tèrmica, per mediació d’un catalitzador.

A la teulada del campus de física de la Universitat Tecnològica Chalmers, a Göteborg, l’equip del professor Kasper Moth-Poulsen hi té instal·lat el prototip que els permet d’assajar el nou combustible solar que han creat: a mesura que una bomba fa circular el fluid (norbornadiè – C₇H₈) pels tubs transparents, la llum ultraviolada (~300 nm de longitud d’ona) en reordena els enllaços de carboni i hidrogen (gràcies a la presència d’un fotosensibilitzador), fent que esdevingui quadriciclà (també C₇H₈, però amb una disposició diferent: un isòmer). El quadriciclà reté l’energia solar capturada fins i tot quan el líquid s’ha refredat.

Cal assenyalar que tot i que des dels anys setanta del segle XX s’ha estat treballant en combustibles solars semblants, prenent també com a base el norbornadiè, els processos que s’assajaven llavors implicaven el toluè, altament inflamable. Els investigadors, actualment, han aconseguit deixar fora de l’equació aquesta perillosa substància.

 

C₇H₈ en estructura de norbornadiè (esquerra) i de quadriciclà (dreta)

  En aquesta actuació de la universitat sueca el catalitzador necessari per tornar a alliberar l’energia es compon principalment de cobalt. Amb la seva intervenció, el quadriciclà esdevé de nou norbornadiè, i allibera calor en el procés: prou com per elevar la temperatura del combustible d’uns 63 °C. Així, suposant que el procés comenci a 20 °C , s’obtenen com a resultat uns 83 °C, suficients com per escalfar l’ambient d’una casa, per a la caldera de l’aigua o per a electrodomèstics que necessiten calor, com ara una assecadora. No cal dir que l’alliberament de l’energia tèrmica en aquest procés no comporta cap emissió de GEH.

L’equip de la Chalmers ha calculat que les millors variants d’aquest combustible solar són capaces d’emmagatzemar fins a 250 W/h d’energia per quilogram.

Els increments de temperatura esmentats són provisionals, segons els investigadors, que creuen que amb les manipulacions adequades se’n podrien aconseguir de més significatius, de prop de 110 °C. A més, assenyalen, el norbornadiè, el quadriciclà i el catalitzador de cobalt pateixen molt poca degradació al llarg del procés: els assajos duts a terme per l’equip suec han sotmès els compostos a cent vint-i-cinc cicles sense que s’hi observessin pèrdues gaire significatives de l’eficiència de captura tèrmica ni de catalització. Per analogia, es podria parlar d’una bateria recarregable que perdés poca capacitat de càrrega cicle rere cicle.

 

El sistema funciona de manera circular: captura de l’energia solar per part del líquid al col·lector solar; emmagatzemament a temperatura ambient, i eventualment, transport (en camió, per canonades...); extracció de l’energia amb el catalitzador per a l’escalfament del líquid); recuperació del líquid ja refredat per tornar a començar el procés (© Yen Strandqvist)

  Si aquesta via d’actuació se segueix revelant prometedora, els investigadors creuen que la tecnologia podria estar disponible comercialment d’aquí uns deu anys. Ara bé, sembla que caldrà millorar l’eficiència del combustible solar, actualment força baixa ja que el líquid del prototip només respon a longituds d’ona de l’entorn dels 300 nm, com s’ha apuntat abans, cosa que inclou l’ultraviolat i una petita franja del blau visible: tot just el 5% de l’energia solar total rebuda. Caldrà sens dubte seguir treballant en la consecució de nous fotosensibilitzadors, que permetin la captació i captura d’energia en més longituds d’ona de l’espectre solar.

Tampoc és segur, actualment, quin preu podria acabar tenint una versió comercial del combustible solar desenvolupat per la Universitat Chalmers –tot i que l’equip afirma que els processos d’obtenció d’aquest combustible són molt comuns en la indústria química, i que les substàncies implicades (a saber: els dos isòmers de C₇H₈, el catalitzador de cobalt i els fotosensibilitzadors) són agents àmpliament disponibles.

Caldrà doncs estar atent a l’evolució d’aquesta modalitat energètica, que cada cop centra l’activitat de més equips de recerca arreu del món: uns quinze, actualment, radicats sobretot als Estats Units, a la Xina i a Alemanya.

Autors

Redactat per: Alfonso Martínez Jaume

Per saber-ne més: Chalmers University of Technology

Informació relacionada

• Chalmers University of Technology