La roca almacena eficientemente la energía solar

Almacenamiento de energía térmica

11 de junio de 2023 18:20 Roberto Klatt

Las baterías y otros dispositivos de almacenamiento de energía requieren muchas materias primas y suelen ser costosos. Un estudio ahora muestra que la energía solar también se puede almacenar de manera eficiente en sistemas de almacenamiento de energía térmica (TES) basados ​​en rocas.

Arusha (Tanzania). Las energías renovables como la solar, la eólica y la hidroeléctrica pueden producir electricidad neutra en CO₂. Sin embargo, debido a que su desempeño es muy volátil, se requiere que los sistemas de almacenamiento mantengan energía durante períodos de baja producción. Por lo tanto, los científicos están trabajando a toda máquina en nuevas tecnologías, incluido el Sistema de almacenamiento de energía térmica (MOST), que puede almacenar energía utilizando isómeros.

Gran parte del exceso de energía se almacena actualmente en grandes baterías. Como parte de un proyecto piloto, RWE y Audi están utilizando baterías de automóviles viejas que, según se dice, tienen una vida útil restante de diez años. El problema de las baterías, sin embargo, es que consumen muchos recursos y su producción es costosa.

Almacenamiento de Energía Térmica (TES)

Una alternativa mucho más sencilla es el almacenamiento de energía térmica (TES), que almacena energía en forma de calor en un medio como agua, petróleo o roca. Si es necesario, el calor almacenado se puede utilizar para hacer funcionar un generador y así generar electricidad.

Investigadores de la Institución Africana de Ciencia y Tecnología Mandela (NM-AIST) ahora han investigado si es posible construir un TES sostenible basado en ladrillos convencionales. Rocas como el granito y la esteatita se forman bajo temperaturas extremadamente altas y se encuentran en todo el mundo, lo que podría convertirlas en materiales potencialmente adecuados para TES. Sin embargo, sus propiedades pueden variar ampliamente según el lugar del mundo en el que se formaron, lo que nuevamente hace que algunas muestras sean más adecuadas que otras.

Muestras de rocas de Tanzania

Según su publicación en la revista ACS Omega, los investigadores examinaron las propiedades específicas de la esteatita y el granito de Tanzania. Allí se encuentran los cinturones geológicos del cratón y Usagaran, en los que se pueden encontrar ambos tipos de roca.

El análisis de las muestras de granito muestra que la roca tiene una alta proporción de óxidos de silicio, que contribuyen a la resistencia. Sin embargo, el granito del cinturón de cratón contenía otros compuestos, incluida la moscovita, que son propensos a la deshidratación y podrían hacer que la roca sea inestable a altas temperaturas. En la esteatita se encontró magnesita, lo que le dio a la roca una alta densidad y capacidad térmica.

Esteatita del cinturón de cratón como almacenamiento de energía térmica

Cuando se calentaron a temperaturas superiores a los 982 grados centígrados, tanto las muestras de esteatita como el granito del cinturón de Usagaran no mostraron grietas visibles, mientras que el granito del cinturón de Kraton se desintegró. Además, la esteatita era más propensa a liberar su calor almacenado que el granito.

En general, la esteatita del Kraton Belt demostró ser el material más eficiente para el almacenamiento de energía térmica. Podría absorber, almacenar y transferir calor de manera efectiva mientras mantiene una buena estabilidad química y resistencia mecánica. Sin embargo, los otros tipos de roca podrían ser más adecuados para aplicaciones de menor energía, como un secador solar. Aunque se necesitan más experimentos, los investigadores dicen que las muestras prometen ser un material sostenible para el almacenamiento de energía.

ACS Omega, doi: 10.1021/acsomega.3c00314