Un equipo de investigadores del instituto de investigación suizo ETH Zúrich ha desarrollado una novedosa tecnología de trampa térmica capaz de absorber luz solar concentrada y suministrar calor a más de 1.000 ºC.
El sistema de trampa térmica consta de una varilla de cuarzo, de 7,5 cm de diámetro y 30 cm de longitud, acoplada a un absorbedor cerámico que, gracias a sus propiedades ópticas, puede absorber la luz solar y convertirla en calor.
El extremo izquierdo de la varilla del sistema está expuesto a la radiación solar concentrada y el derecho está en contacto con un disco opaco de carburo de silicio, que hace las veces de absorbedor solar. Según el trabajo de investigación, el uso de material opaco es importante, ya que cuando se expone a la radiación solar, el material absorbe la radiación en su superficie y la transfiere por conducción a través de sus paredes, lo que significa que la temperatura más alta se alcanza en la superficie absorbente.
Ilustración de la trampa térmica experimental.
Imagen: ETH Zúrich/Emiliano Casati
En experimentos a escala de laboratorio, los investigadores expusieron la varilla a luz artificial con una intensidad equivalente a 135 veces la de la luz solar, alcanzando temperaturas de hasta 1.050 ºC. Según la universidad, estudios anteriores de otros investigadores habían logrado un máximo de 170 ºC con este tipo de trampas térmicas.
Según los científicos, esta metodología abre las puertas a una alternativa a la combustión de carbón o petróleo para producir cemento o acero. Se prevé que la tecnología permita utilizar la energía solar no sólo para generar electricidad, sino también para descarbonizar a gran escala industrias que consumen mucha energía, lo que ofrece la posibilidad de independizar de los combustibles fósiles aplicaciones industriales clave como la fabricación de cemento y la extracción metalúrgica.
“Nuestro método mejora significativamente la eficiencia de la absorción solar”, afirma Emiliano Casati, autor principal de la investigación. “Confiamos, por tanto, en que esta tecnología favorezca el despliegue de plantas solares de alta temperatura”.
La novedosa trampa térmica se presentó en el artículo “Solar thermal trapping at 1,000°C and above” (Atrapamiento solar térmico a 1000 °C y más), publicado en el último número de la revista científica Device. Aún están pendientes los análisis técnicos y económicos detallados, ya que tales trabajos estaban fuera del alcance del estudio experimental actual.
“Para combatir el cambio climático, tenemos que descarbonizar la energía en general”, añade Casati. “La gente suele pensar en la energía en términos de electricidad, pero en realidad utilizamos cerca de la mitad de nuestra energía en forma de calor”.
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