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Materiales innovadores para las renovables

Las investigaciones para el uso de materiales más eficientes podrían representar una transformación para el sector eléctrico, lo que se vería reflejado en propuestas que aceleren un despliegue tecnológico encaminado a aprovechar la energía proveniente de la naturaleza

Por Redacción, con información GE

Hoy en día, los avances en materia de las fuentes renovables representan uno de los temas más estimulantes de la investigación científica. A continuación, se enlistan cuatro materiales evolucionados que estarán en el futuro de la energía distribuida y que ayudarán a las empresas a satisfacer su creciente demanda de energía limpia.

Resinas de fibra de carbón
Tradicionalmente, las hélices eólicas se fabrican a base de fibra de vidrio; sin embargo, los especialistas también están desarrollando formas de traer compuestos de fibra de carbón a estos diseños.

Las resinas compuestas de fibra de carbón son más caras que sus equivalentes de fibra de vidrio, pero también son más ligeras y más rígidas, lo que permite la creación de hélices más largas. “Entre más larga sea el aspa, más viento captura”, explicó Shridhar Nath, líder de Tecnología en Compuestos de GE Global Research.

Los compuestos de matriz de cerámica pueden resistir temperaturas de hasta 1315 °C y se usan en motores de reacción y turbinas de gas. Por su parte, los compuestos de polímero están hechos de fibra de vidrio o de carbón y se emplean en la fabricación de turbinas eólicas. Ambos son ligeros y duraderos, por lo tanto, son ideales para hacer gigantes palas de rotor. Igualmente, no se oxidan, ni se desgastan como los metales, por lo que pueden soportar ambientes severos por más tiempo.

Hidróxido de litio
Las baterías de iones de litio se usan en los teléfonos inteligentes, herramientas y vehículos eléctricos que van desde el transporte hasta equipo minero de tareas pesadas. Podría decirse que son las principales baterías en el mercado, pero aún pueden mejorarse. Ejemplo de ello es el anuncio hecho por el Avalon Advanced Materials, en junio de 2017, acerca del refinamiento de hidróxido de litio de alta pureza.

De acuerdo con esta compañía canadiense, la pureza es esencial para crear mejores baterías de litio. “Maximizar la densidad de la energía significa ser capaces de almacenar la mayor cantidad de ésta en un espacio pequeño, así la batería podrá caber fácilmente en diferentes aparatos o vehículos y recargarse rápidamente. Mientras el hidróxido de litio se vuelva más puro, las compañías desarrollarán celdas más duraderas”, aseguró el directivo.

Celdas solares de perovskita
No es tan famosa, pero la perovskita ha puesto a girar un montón de cabezas en la comunidad científica durante los últimos cinco años. En Sargent Group, un instituto afiliado a la Universidad de Toronto, los investigadores han creado un componente de recolección de energía solar derivado de este material capaz de lograr hasta un 20 por ciento de eficiencia.

Aunque no alcanzan los niveles de las celdas solares basadas en silicio que están en el mercado actualmente (con un 25 por ciento de eficiencia), las fabricadas con el mineral perovskita podrían convertirse en la tecnología líder en un futuro cercano.

“Las perovskitas son más fáciles de trabajar porque se autoensamblan a temperatura ambiente, en comparación con la alta temperatura y presión requeridas para los semiconductores convencionales”, aseguró el Dr. Alex Ip, director de Investigación y Asociaciones de Sargent Group.

Podría decirse que están casi perfectamente construidas para el procesamiento de energía solar, agregó el directivo, pues su rendimiento es tan alto que gran parte de la investigación se centra en cómo asegurar que sean estables y cómo pueden sintonizarlas en la absorción de energía que se pretende.

Catalizadores nanoestructurados
También en Sargent Group, los investigadores están experimentando con catalizadores nanoestructurados para convertir el dióxido de carbono en otras moléculas, como etanol y etileno, las cuales tienen aplicaciones prometedores en el almacenamiento de energía en casa.

Esto podría ser la respuesta al desafío de la intermitencia en las fuentes renovables. “La necesidad es encontrar ciertas maneras de almacenar la energía para usarla cuando se requiera. Una vez que tienes la energía en forma química, no se descarga, sino que está lista para convertirse”, afirmó el Dr. Alex Ip.

Por ejemplo, una casa con su propio techo solar podría almacenar la energía excedente (como etanol) y guardarla para momentos en los que no haya mucho sol, como la época de invierno. “El CO2 usado en este proceso vendría directamente del aire, por eso se están haciendo muchas investigaciones al respecto porque la demanda de estos materiales puede ser muy alta” añadió.

Mientras tanto es evidente que la presión para que los fabricantes cumplan con las expectativas del mercado va en aumento y los investigadores continuarán examinando los materiales avanzados que son necesarios para lograr un futuro más verde.

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