Un chip de energía térmica molecular almacena energía solar durante 18 años

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Un equipo de investigación chino-sueco ha desarrollado un sistema energético que, según se afirma, es capaz de almacenar la energía solar en forma de energía química hasta 18 años. El generador se describe como la combinación de un sistema de almacenamiento de energía térmica solar molecular (MOST) con un sistema microfabricado que combina un generador termoeléctrico (TEG) con un sistema microelectromecánico (MEMS) basado en materiales de baja dimensión. El dispositivo MOST almacena la energía solar en forma de energía química y luego la libera en forma de calor que el sistema MEMS-TEG convierte en electricidad.

«El generador es un chip ultrafino que podría integrarse en aparatos electrónicos como auriculares, relojes inteligentes y teléfonos. Hasta ahora sólo habíamos generado pequeñas cantidades de electricidad, pero los nuevos resultados demuestran que el concepto funciona de verdad. Parece muy prometedor», afirma el investigador Zhihang Wang.

El dispositivo MOST se construyó con 572 módulos termoeléctricos (TE) con películas TE de 1 μm de grosor y una molécula de carbono, hidrógeno y nitrógeno especialmente diseñada. Cuando recibe la luz del sol, la molécula cambia de forma y se convierte en un isómero rico en energía, que los científicos describen como una molécula formada por los mismos átomos pero dispuestos de forma diferente.

«El isómero puede entonces almacenarse en forma líquida para su posterior uso cuando se necesite, como por ejemplo por la noche o en invierno», subraya el investigador, que señala que el sistema tiene una eficiencia de almacenamiento de energía solar superior al 0,70%. «Un catalizador especialmente diseñado libera la energía ahorrada en forma de calor al tiempo que devuelve la molécula a su forma original, por lo que luego puede reutilizarse en el sistema de calefacción».

Según el grupo de investigación, el generador es capaz de producir una potencia de hasta 0,1 nW, lo que corresponde a una potencia por unidad de volumen de hasta 1,3 W m-3. «El dispositivo generó electricidad de forma continua, por primera vez, durante más de 25 minutos», explicaron además. «Nuestros resultados demuestran que un sistema de generación de energía térmica molecular de este tipo tiene un alto potencial para almacenar y transferir la energía solar en electricidad y, por tanto, es potencialmente independiente de las restricciones geográficas».

El dispositivo se presentó en el estudio Chip-scale solar thermal electrical power generation, publicado en Cell Reports Physical Science. El grupo de investigación está formado por científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), así como de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y la Universidad Politécnica de Henan (China). «Queda mucha investigación y desarrollo antes de que podamos cargar nuestros aparatos técnicos o calentar nuestras casas con la energía solar almacenada en el sistema», declaró Wang.

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