La próxima generación de colectores de energía solar.

sociedad Química Americana

imagen: Estas muestras de granito (izquierda) y esteatita (derecha) podrían ayudar a almacenar el calor del sol para producir electricidad.ver más

Crédito: Adaptado de ACS Omega, 2023, DOI: 10.1021/acsomega.3c00314

La próxima generación de tecnología de energía sostenible podría construirse a partir de algunos materiales de baja tecnología: rocas y el sol. Usando un nuevo enfoque conocido como energía solar concentrada, el calor del sol se almacena y luego se usa para secar alimentos o generar electricidad. Un equipo que informa en ACS Omega descubrió que ciertas muestras de esteatita y granito de Tanzania son adecuadas para almacenar este calor solar, presentando altas densidades de energía y estabilidad incluso a altas temperaturas.

La energía a menudo se almacena en baterías grandes cuando no se necesita, pero pueden ser costosas y requieren muchos recursos para fabricarse. Una alternativa de tecnología más baja es el almacenamiento de energía térmica (TES), que recolecta energía como calor en un líquido o sólido, como agua, petróleo o roca. Cuando se libera, el calor puede alimentar un generador para producir electricidad. Las rocas como el granito y la esteatita se forman específicamente bajo altas temperaturas y se encuentran en todo el mundo, lo que podría convertirlas en materiales TES favorables. Sin embargo, sus propiedades pueden variar mucho según el lugar del mundo en el que se formaron, lo que posiblemente haga que algunas muestras sean mejores que otras. En Tanzania, los cinturones geológicos de Craton y Usagaran se encuentran, y ambos contienen granito y esteatita. Entonces, Lilian Deusdedit Kakoko, Yusufu Abeid Chande Jande y Thomas Kivevele de la Institución Africana de Ciencia y Tecnología Nelson Mandela y la Universidad Ardhi querían investigar las propiedades de la esteatita y el granito que se encuentran en cada uno de estos cinturones.

El equipo recolectó varias muestras de rocas de los cinturones y las analizó. Las muestras de granito contenían una gran cantidad de óxidos de silicio, que añadían resistencia. Sin embargo, el granito de Craton contenía otros compuestos, incluida la moscovita, que son susceptibles a la deshidratación y podrían hacer que la roca fuera inestable a altas temperaturas. En la esteatita se encontró magnesita, lo que le confirió una alta densidad y capacidad térmica. Cuando se calentaron a temperaturas superiores a 1800 grados Fahrenheit, tanto las muestras de esteatita como el granito de Usagaran no tenían grietas visibles, pero el granito de Craton se desmoronó. Además, era más probable que la esteatita liberara su calor almacenado que el granito. En general, la esteatita Craton tuvo el mejor desempeño como TES, capaz de absorber, almacenar y transmitir calor de manera efectiva mientras mantenía una buena estabilidad química y resistencia mecánica. Sin embargo, las otras rocas podrían ser más adecuadas para una aplicación de TES de menor energía, como un secador solar. Los investigadores dicen que, aunque se necesitan más experimentos, estas muestras prometen ser un material de almacenamiento de energía sostenible.

Los autores reconocen la financiación de las Asociaciones para una mayor participación en la investigación de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina; y la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional.

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ACS Omega

10.1021/acsomega.3c00314

"Investigación experimental de esteatita y rocas de granito como materiales de almacenamiento de energía para la generación de energía solar concentrada y la tecnología de secado solar"

17-may-2023

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