“El objetivo es lograr dispositivos de muy bajo coste que permitan abastecer toda nuestra demanda energética a partir de fuentes renovables”

Alejandro Datas, profesor e investigador en el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid

Preséntenos su investigación

En nuestro laboratorio desarrollamos dispositivos termofotovoltaicos que convierten la radiación térmica incandescente en electricidad. Estos dispositivos funcionan de forma muy similar a una célula solar, pero utilizan materiales capaces de absorber la radiación térmica incandescente en vez de la luz solar. Una célula termofotovoltaica puede producir entre 50 y 200 veces más potencia eléctrica que una célula solar convencional, y, además, puede alcanzar eficiencias por encima del 30%. En nuestro grupo de investigación trabajamos en nuevos conceptos para aumentar la eficiencia y reducir el coste de este tipo de dispositivos. También investigamos sus posibles aplicaciones, tales como el almacenamiento de energía o la recuperación de calor en industrias de alta temperatura.

¿De qué manera contribuye tu investigación a afrontar los desafíos de la sociedad?

Nuestra investigación trata de desarrollar soluciones innovadoras para dos problemas principales: en primer lugar, lograr dispositivos que suministren energía renovable las 24 horas del día. Por ejemplo, ahora mismo estamos trabajando en dos tipos de baterías térmicas: En el proyecto europeo THERMOBAT estamos desarrollando un sistema que almacena la electricidad renovable excedente en forma de calor a más de 1200ºC y que suministra de nuevo electricidad, bajo demanda, utilizando dispositivos termofotovoltaicos. En este proyecto participa THERMOPHOTON, una spin-off de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) que tratará de comercializar este tipo de sistemas. En el proyecto europeo SUNSON, recientemente concedido, desarrollaremos un sistema termosolar que almacena la radiación solar concentrada en forma de calor a muy alta temperatura, y que, de forma similar a la batería anterior, produce electricidad bajo demando utilizando dispositivos termofotovoltaicos. El objetivo de ambos proyectos es el de lograr dispositivos de muy bajo coste que permitan abastecer toda nuestra demanda energética a partir de fuentes renovables.

A parte de la línea principal de almacenamiento de energía, también trabajamos en el desarrollo de prototipos para recuperar el calor perdido en procesos industriales y aumentar de este modo su eficiencia energética. Más del 70% de la energía empleada en procesos industriales se pierde en forma de calor y con estos dispositivos termofotovoltaicos se podría aprovechar parte de ese calor perdido para producir electricidad.

¿Cómo hacer llegar a la sociedad el trabajo de los científicos y científicas?

En el Instituto de Energía Solar de la UPM, siempre hemos sido muy conscientes de la relevancia que tiene divulgar los resultados de nuestras investigaciones. Hemos distribuido notas de prensa, hemos escrito artículos de divulgación, hemos realizado videos informativos sobre nuestros proyectos y sobre nuestro centro de investigación, e incluso hemos participado en reportajes televisivos para contar algunos pasajes de la historia de la energía solar fotovoltaica en nuestro país. También hemos participado en eventos como la semana de la ciencia, abriendo las puertas de nuestro laboratorio a aquellos que lo deseen. Todas estas actividades pretenden acercar nuestro trabajo a la sociedad, y de esta forma inculcar el interés en la ciencia y concienciar del impacto que ésta puede llegar a tener en nuestras vidas.

¿Qué retos se plantea con su investigación en un futuro?

Ahora mismo tenemos retos a dos niveles muy distintos. Primero, a nivel de investigación más básica queremos desarrollar varias ideas que han ido surgiendo en los últimos años en nuestro laboratorio que podrían suponer un avance significativo para la tecnología termofotovoltaica. Por ejemplo, queremos demostrar un nuevo tipo de dispositivo que hibrida la conversión termofotovoltaica y termoiónica en el campo cercano para producir entre 10 y 100 veces más potencia que un dispositivo termofotovoltaico convencional. Hemos realizado estudios teóricos que predicen que esto es posible, pero aún no lo hemos podido demostrar experimentalmente. En un plano más cercano al mercado también queremos demostrar la viabilidad comercial de nuestros desarrollos en aplicaciones concretas. Este es el objetivo de THERMOPHOTON, la empresa que hemos creado para tratar de comercializar estos dispositivos. El reto fundamental es el de demostrar la operación de estos dispositivos en condiciones reales, así como trazar un plan para la reducción de costes de la tecnología y encontrar mercados en los que introducir los primeros dispositivos.

Explíquenos su caso de éxito

En los últimos años hemos tenido algunos éxitos de los que estamos muy orgullosos. Por destacar dos muy recientes, en el marco del proyecto europeo AMADEUS, hemos desarrollado un primer prototipo de batería termofotovoltaica. A pesar de que el sistema se fabricó a muy pequeña escala, fuimos capaces de demostrar sus principios fundamentales de funcionamiento. Además, en el marco del mismo proyecto pudimos realizar la demostración experimental de un nuevo tipo de dispositivo que hemos patentado en nuestro laboratorio: el convertidor híbrido termoiónico-fotovoltaico, que es capaz de producir electricidad a partir de la emisión simultanea de fotones y electrones de una superficie incandescente. Este resultado es el primer paso para la demostración experimental del dispositivo híbrido termiónico-fotovoltaico de campo cercano que mencionaba antes.

¿Qué papel ha desempeñado la OTRI de la Universidad Politécnica de Madrid en el desarrollo de sus patentes?

En esta línea de investigación hemos solicitado cinco patentes, y el apoyo de la OTRI ha sido clave en la fase de redacción y presentación de estas solicitudes. También hemos recibido ayuda para establecer contacto con posibles socios e inversores para las empresas que hemos creado en el seno de nuestro grupo de investigación.

Ya sé que me dirá, como buen investigador, que la ciencia no tiene fronteras, ni nacionalidad… pero no por ello deja de ser cierto que la ciencia la hacen personas concretas en lugares determinados. Muchos de ustedes han recibido fondos públicos, becas, presupuestos para desarrollar su carrera. Permítanme hacer la pregunta ¿Cómo avanza Madrid cuando avanza la ciencia en Madrid?

Todos hemos tenido cerca a algún amigo o familiar que termina sus estudios y se plantea que quiere hacer con su vida profesional. A mí me parece importante que entre sus opciones esté la de iniciar una carrera científica digna, y que eso no conlleve necesariamente irse a otro país. Quizás este simple hecho, y no tanto que el Madrid llegue a la final de la Champions, es lo que haga que un madrileño se sienta orgulloso de serlo. Creo que este tipo de orgullo es bueno: sentir que en tu país se pueden hacer cosas relevantes que puedan cambiar el mundo.

 

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