Atrapando el calor del sol

Los investigadores publicaron el estudio de prueba de concepto en la revista Device el 15 de mayo.. El estudio utiliza cuarzo sintético para atrapar el calor del sol a temperaturas superiores a los 1.800 grados Fahrenheit. Captar tanto calor del sol demuestra el potencial del dispositivo para producir una alternativa más limpia a las industrias con uso intensivo de carbono.

«Para abordar el cambio climático, necesitamos descarbonizar la energía en general». dijo el autor correspondiente Emiliano Casati ETH Zurich, Suiza. «La gente tiende a pensar que la electricidad es simplemente energía, pero en realidad, aproximadamente la mitad de la energía se utiliza en forma de calor».

Los ingenieros necesitan muchos materiales importantes para construir infraestructura. Por ejemplo, el vidrio, el acero, el cemento y la cerámica se utilizan en todo, desde motores de automóviles hasta rascacielos. Sin embargo, la fabricación de estos materiales requiere temperaturas superiores a los 1.800 grados Fahrenheit. Alcanzar estas temperaturas extremas requiere quemar combustibles fósiles. Como resultado, estas industrias representan alrededor del 25% del consumo mundial de energía.

Utilizar el calor solar como alternativa más limpia no es un concepto nuevo. Los investigadores descubrieron este concepto utilizando receptores solares que utilizan miles de espejos para atrapar el calor del sol. Sin embargo, la tecnología ha tenido dificultades para capturar suficiente calor necesario para fabricar materiales básicos.

Atrapando más luz solar

Casati y su equipo recurren a materiales semitransparentes para aumentar el calor y mejorar la eficiencia del receptor solar. Uno de esos materiales es el cuarzo. Estos materiales atrapan la luz solar, un fenómeno conocido como efecto trampa de calor. Utilizaron una varilla de cuarzo artificial para atrapar la radiación solar entrante. Luego lo fijaron a un disco de silicio opaco, que absorbe el calor del cristal.

La luz brilló con la fuerza de 136 soles. Cuando esto sucedió, la temperatura de la placa de absorción aumentó a 1922°F. Al mismo tiempo, la varilla de cuarzo permaneció a 1112°F. Comparativamente, estudios anteriores no utilizaron cuarzo sintético, solo 338°F usando el efecto de trampa de calor. Los investigadores también probaron diferentes líquidos y gases que atrapan el calor y alcanzan temperaturas más altas.

El equipo quiere utilizar esta tecnología a mayor escala, lo que aumentaría las posibilidades de que el dispositivo se adopte en muchas industrias.

«La energía solar está disponible y la tecnología ya existe», dijo Casati. «Para estimular verdaderamente la adopción de la industria, necesitamos demostrar la viabilidad económica y los beneficios de esta tecnología a gran escala».