Científicos noruegos quieren comprobar si el metal fundido podría emplearse para producir baterías de calor latente que almacenen la energía a altas temperaturas.
¿Es posible almacenar y transportar energía a altas temperaturas, hasta 2000 grados centígrados? ¿Cuáles son los desafíos y también las ventajas de esa tecnología? Son las preguntas que todos estos científicos europeos están intentando contestar en este laboratorio metalúrgico situado en Noruega.
Antes de fundir aleaciones de metal a 1700 grados centígrados se necesita una gran preparación. Se realiza a esta temperatura tan extrema porque los científicos noruegos quieren estudiar si es posible – y cómo- almacenar la energía a temperaturas que van más allá de lo ordinario. La experiencia de hoy incluye la fusión de hierro puro y una mezcla de puro silicio y un material llamado boro.
“Comenzamos con los materiales que tienen una mayor diferencia en energía entre su estado líquido y sólido.", explica Merete Tangstad, científica de la Universidad noruega de Ciencia y Tecnología. "Es ese el efecto que buscamos. El poder almacenar un montón de energía en espacios muy pequeños es lo que hace que esto sea tan importante”, añade.
Las temperaturas ultra-altas cambian el proceso de transferencia de calor de conducción o convección a radiación. Pero el proceso debe ser lo más eficiente, fiable, seguro y estable para evitar accidentes, fallos técnicas y pérdidas de energía. Por eso es necesario monitorearlo en tiempo real.
"A altas temperaturas, todo reacciona con todo", cuenta Natalia Sobczak, científica del Instituto polaco de investigaci´´on sobre la fundición. "Cada una de esas reacciones puede producir grandes cambios en las propiedades del contenedor, incluso su rotura. Idealmente, buscamos las condiciones ideales para garantizar que las reacciones químicas producidas durante el proceso de fusión estén controladas".
Rumbo a España
En Madrid se investiga la fabricación de sistemas completos. Los científicos esperan que su trabajo se convierta pronto en una central eléctrica térmica de bajo coste donde la energía de fuentes renovables pueda almacenarse en baterías de calor latente con las que abastecer de electricidad a los consumidores. Alejandro Datas es ingeniero eléctrico en el Instituto de la energía solar, en la Universidad Politécnica de Madrid. También es coordinador del proyecto científico Amadeus.
“Podemos almacenar del orden de 1 a 2 kilovatios hora de energía por litro. Y eso es unas diez veces más de lo que puede almacenar una batería electroquímica convencional. Toda la energía que pones en el proceso de fundir material es energía que no estás perdiendo, es energía que estás almacenando en forma de calor", cuenta.
Para asegurar esto, los científicos maximizan tanto como pueden la conversión de tal calor almacenado en electricidad. Y para ello, necesitan cuidar bien sus electrones.
"Cuando un material alcanza una cierta alta temperatura, suelta electrones", nos explica Daniele Maria Trucchi, ingeniero eléctrico del CNR-ISM. "Nuestro objetivo es ayudar a liberar esos electrones de forma eficiente a una temperatura que no sea muy elevada. Así podemos maximizar la conversión de energía termal en electricidad. Los electrones son los que transportan la electricidad".
La gran apuesta
Para mostrar la viabilidad de la idea se ha creado un primer prototipo. Fabricado con pocos componentes, necesita menor trabajo de instalación y bajos costes de mantenimiento. Si el prototipo funciona, los científicos piensan que puede ser un buen candidato para el mercado.
"Al hacer Sistemas de pequeño tamaño tenemos la ventaja de poder vender muchas unidades", aforma Alejandro Datas. "Asimismo, podemos aumentar la producción y eso permite que podamos, de aquí un corto periodo de tiempo, estamos hablando de cinco años, podríamos estar introduciendo esta tecnología en el mercado".