{"id":131327,"date":"2011-08-31T07:28:11","date_gmt":"2011-08-31T06:28:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131327"},"modified":"2011-08-31T07:28:11","modified_gmt":"2011-08-31T06:28:11","slug":"almacenamiento-quimico-de-energia-solar-termica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/08\/31\/131327","title":{"rendered":"Almacenamiento qu\u00edmico de energ\u00eda solar t\u00e9rmica"},"content":{"rendered":"

La implementaci\u00f3n de la energ\u00eda solar no va a ser posible sin dispositivos de almacenamiento de energ\u00eda adecuados. De entre ellos los denominados combustibles solares t\u00e9rmicos, que son capaces de almacenar directamente la energ\u00eda solar en forma qu\u00edmica, son una de las alternativas m\u00e1s atractivas para un futuro a medio y largo plazo. Un estudio te\u00f3rico reciente predice la posibilidad de que los compuestos resultantes de la uni\u00f3n de una mol\u00e9cula org\u00e1nica (azobenceno) con nanotubos de carbono puedan solucionar los d\u00e9ficits en densidad de energ\u00eda, estabilidad y ciclabilidad de los combustibles desarrollados hasta la fecha lo que, de confirmarse experimentalmente, puede disparar el inter\u00e9s en este campo y hacer realidad lo que hasta ahora s\u00f3lo eran lejanas promesas.<\/p>\n

\u00a0Autor: [R. D\u00edaz \u2013 IMDEA Energ\u00eda]<\/strong><\/p>\n

\u00a0La generaci\u00f3n de electricidad a partir de fuentes renovables como la energ\u00eda solar es intr\u00ednsecamente intermitente (ciclos d\u00eda-noche), por lo que requiere sistemas de almacenamiento de la energ\u00eda que permitan un mejor ajuste entre la producci\u00f3n y la demanda. Entre las numerosas tecnolog\u00edas de almacenamiento de energ\u00eda posibles, el almacenamiento directo de la energ\u00eda solar en forma qu\u00edmica es una de las m\u00e1s atractivas, ya que permitir\u00eda disponer de una forma limpia, duradera y transportable de almacenar energ\u00eda.<\/p>\n

El principio b\u00e1sico de funcionamiento de un combustible solar t\u00e9rmico est\u00e1 esquematizado en la Figura 1. Se trata de que una mol\u00e9cula fotosensible, por efecto de la absorci\u00f3n de luz solar, pase a un estado excitado del que s\u00f3lo se desexcite al aplicar un est\u00edmulo. Ya durante la d\u00e9cada de los 70 y los 80 se estudiaron reacciones de fotoisomerizaci\u00f3n, pero ninguna de ellas super\u00f3 los estudios fundamentales iniciales principalmente debido a la degradaci\u00f3n del combustible que imped\u00eda reutilizarlo despu\u00e9s de unos pocos ciclos. El desarrollo del fulvaleno de tetracarbonil-dirutenio super\u00f3 este h\u00e1ndicap,1<\/sup> pero el uso de un metal poco abundante y caro como el rutenio y la poca densidad de energ\u00eda volum\u00e9trica del compuesto han impedido su uso a gran escala, mientras los esfuerzos para mejorar este compuesto realizados hasta la fecha han resultado infructuosos.<\/p>\n

\u00a0\"\"<\/p>\n

Figura 1.<\/strong> Esquema simplificado del proceso qu\u00edmico de almacenamiento de energ\u00eda en un combustible solar t\u00e9rmico2<\/sup>.<\/p>\n

\u00a0Esta situaci\u00f3n, seg\u00fan un estudio te\u00f3rico recientemente publicado,2<\/sup> podr\u00eda empezar a cambiar pronto. En este estudio se proponen como posibles combustibles solares t\u00e9rmicos compuestos resultante de la uni\u00f3n covalente de una mol\u00e9cula org\u00e1nica (en concreto un azobenceno) con nanotubos de carbono. Los azobencenos son mol\u00e9culas fotosensibles que isomerizan de forma muy reversible entre sus formas cis y trans por absorci\u00f3n y emisi\u00f3n de radiaci\u00f3n. Ya hab\u00edan sido estudiados como posibles combustibles solares t\u00e9rmicos, siendo la relativamente peque\u00f1a barrera de desexcitaci\u00f3n su principal h\u00e1ndicap, ya que la vida media de su estado excitado es del orden de horas o minutos.<\/p>\n

\u00a0Lo que los c\u00e1lculos te\u00f3ricos desarrollados sugieren es que el empaquetamiento de estos azobencenos sobre los nanotubos de carbono, con la consiguiente disminuci\u00f3n de simetr\u00eda del sistema, la corta separaci\u00f3n intermolecular con las consiguientes interacciones de van der Waals entre azobencenos contiguos, y la orientaci\u00f3n fija de los azobencenos, consigue aumentar a la vez \u0394H y Ea<\/sub> gracias a la mayor estabilizaci\u00f3n de la configuraci\u00f3n trans respecto a la cis. Eso a su vez resulta en una predicci\u00f3n te\u00f3rica de tiempos de vida media del estado fotoexcitado mayores de un a\u00f1o.<\/p>\n

\u00a0Si a esto le unimos que este denso empaquetamiento de los azobencenos sobre los nanotubos de carbono resulta en predicciones te\u00f3ricas de densidades de energ\u00eda volum\u00e9tricas de 690 Wh\/L, comparables a las bater\u00edas de i\u00f3n litio, que la temperatura del calor liberado se predice que est\u00e9 en el orden de los 620 K y que la eficiencia total pueda llegar al 7.2%, la realizaci\u00f3n experimental de estas predicciones te\u00f3ricas pasa a ser una tem\u00e1tica del m\u00e1ximo inter\u00e9s para todo aqu\u00e9l interesado en el desarrollo de combustibles solares t\u00e9rmicos y de sistemas de almacenamiento de energ\u00eda en general.<\/p>\n

\u00a0M\u00e1s informaci\u00f3n <\/strong><\/p>\n

\u00a0(1) Phillippopoulos, C.; Economou, D.; Economou, C.; Marangozis, I. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. <\/em>1983<\/strong>, 22<\/em>, 627-633.<\/p>\n

\u00a0(2) Kolpak, A. M.; Grossman, J. Nano Letters<\/em> 2011<\/strong>, DOI: 10.1021\/nl201357n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La implementaci\u00f3n de la energ\u00eda solar no va a ser posible sin dispositivos de almacenamiento de energ\u00eda adecuados. De entre ellos los denominados combustibles solares t\u00e9rmicos, que son capaces de almacenar directamente la energ\u00eda solar en forma qu\u00edmica, son una de las alternativas m\u00e1s atractivas para un futuro a medio y largo plazo. Un estudio te\u00f3rico reciente predice la posibilidad de que los compuestos resultantes de la uni\u00f3n de una mol\u00e9cula org\u00e1nica (azobenceno) con nanotubos de carbono puedan solucionar los d\u00e9ficits en densidad de energ\u00eda, estabilidad y ciclabilidad de los combustibles desarrollados hasta la fecha lo que, de confirmarse experimentalmente,\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,1784,543,547,549],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131327"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131327"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131327\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131329,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131327\/revisions\/131329"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131327"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131327"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131327"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}