Ha llegado al escenario internacional una tecnología que parece una simple píldora, pero que en realidad es un producto capaz de desafiar los límites físicos. Esta pieza aparece como respuesta a la intensa búsqueda del ser humano de nuevas y sostenibles formas de obtener energía. De hecho, tanto el uso como la generación de energía tienen una gran importancia para la sociedad por varias razones.
La primera es porque la energía se requiere para el óptimo funcionamiento de diversas industrias y servicios básicos como la iluminación, la calefacción, el transporte, la comunicación y la producción de bienes y servicios. Si no contáramos con energías, muchas de estas actividades se volverían prácticamente imposibles.
Además, la manera en la que producimos y utilizamos la energía tiene un impacto considerable en el medio ambiente y la salud de los ciudadanos/as. En la actualidad, gran parte de la energía que usa viene de fuentes no renovables como el petróleo, el gas natural y el carbón. Todas fuentes finitas y con una combustión que desprende gases de efecto invernadero.
No obstante, cada vez son más los proyectos renovables que se están implementando en el mundo y tecnologías como esta “píldora” que pueden cambiar el panorama energético drásticamente.
Esta “píldora” desafía los límites físicos y rompe con uno de los grandes problemas de la humanidad
En este contexto, un grupo de ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder han diseñado una nueva tecnología capaz de transformar el calor residual en electricidad, desafiando los límites físicos de la física térmica que conocíamos hasta ahora. Estos expertos del Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady, el Grupo de Investigación Cui, fueron liderados por el profesor asistente Longji Cui.
El especialista realizó su labor en colaboración con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y la Universidad de Wisconsin-Madison. Los descubrimientos que hicieron quedaron plasmados en la revista Energy & Environmental Sciences.
La investigación alberga el potencial de sacudir la industria manufacturera al aumentar la producción eléctrica sin necesidad de recurrir a fuentes de calor a alta temperatura ni materiales costosos.
Dicho dispositivo podría almacenar energía limpia, disminuir emisiones de carbono y aprovechar el calor residual cuyo origen está en plantas geotérmicas y solares de todo el mundo. Una forma de producir electricidad bastante alejada de lo que estamos acostumbrados a ver en proyectos como esta turbina eólica que acelera el viento y multiplica la electricidad.
Esta “píldora” reaprovecha el calor para crear electricidad
Los procesos industriales realizados a una temperatura elevada y algunas técnicas de aprovechamiento de energía renovable usan sistemas de conversión térmica llamados termofotovoltaicos (TPV). Se trata de dispositivos encargados de convertir la energía térmica que llega de fuentes de calor en electricidad.
Pero, hasta ahora, tenían una limitación: la ley de radiación térmica de Planck. Es un principio básico de la física térmica que fija un límite sobre la cantidad de energía térmica que puede aprovechar a una temperatura determinada.
Atendiendo a este dato, el equipo de la Universidad de Colorado Boulder ha confeccionado un dispositivo TPV histórico, debido a que es una pieza compacta que ha superado esta carencia física. Esta innovación ha hecho posible que se duplicara la densidad de potencia alcanzada por diseños TPV tradicionales.
Esta píldora ha superado un límite físico que se creía irrompible
Para destruir este límite, el equipo integró en el diseño la solución “cero espacio de vacío”. Los modelos TPV convencionales hacen uso de un espacio plagado de vacíos o gas entre la fuente de calor y la célula solar. Sin embargo, este nuevo modelo usa un separador aislante de vidrio, de elevado índice y transparente a infrarrojos.
Dicho material desarrolla un canal de alta densidad de potencia que consiente que las ondas de calor atraviesen el dispositivo sin pérdidas de energía, mejorando significativamente la producción eléctrica. Sumado a esto, el vidrio es un recurso económico y accesible, que convierte esta unidad en una alternativa económicamente viable.
Permite trabajar a temperaturas más bajas, compatibles con la mayoría de los mecanismos industriales. Su aplicación más ambiciosa sería impulsar generadores portátiles de energía y contribuir en el proceso de descarbonización de industrias de alta emisión.
En la actualidad, esta píldora dispone de una patente en trámite, con una perspectiva optimista sobre su potencial. Mientras su habilitación llega, el mundo confía en este panel solar octogonal, presentado como el futuro de la energía.
