El material del "agujero negro" no llega a ser una innovación
Un material desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de California promete con
Por Jason Deign
Las fuentes consultadas por CSP Today indican que el nuevo material de absorción desarrollado en EE.UU. no es tan innovador para el sector como parece.
El Dr. Luis Crespo, presidente de la Asociación Europea de Energía Solar Térmica, cree que la sustancia de nanorevestimiento cubierta con boruro de silicio que se desveló en octubre no ofrece un avance muy significativo frente a las tecnologías existentes, a pesar de que puede convertir el 90% de la luz en calor.
Los investigadores en ingeniería de materiales funcionales de la Jacobs School of Engineering, que pertenece a la University of California, San Diego (UCSD), crearon el material como parte del trabajo que está financiando el programa SunShot del Departamento de Energía estadounidense.
En la publicación Nano Energy, se ha descrito la sustancia en dos artículos. Aparte de lograr una elevada eficiencia de conversión solar a térmico, el material puede soportar temperaturas de más de 700 ºC y podría durar años antes de que fuera necesario sustituirlo.
En las pruebas, el material ha soportado 750 ºC durante cerca de 1.000 horas sin afectar de manera significativa a sus propiedades de adhesión ópticas y mecánicas.
Incluye lo que la UCSD denomina una superficie de "varias escalas creada usando partículas de diferentes tamaños que van de los 10 nanómetros a los 10 micrómetros".
El catedrático Sungho Jin, director del programa de ingeniería y ciencia de los materiales de la UCSD, declara lo siguiente: "Nuestro objetivo es que el dispositivo de absorción de luz solar a 750 ºC dure varios años antes de tener que volver a pintarlo o repararlo".
El equipo de la UCSD cree que esto podría lograr que el material fuera atractivo para el sector de la CSP, ya que los propietarios de la planta actualmente tienen que cerrar las centrales de torre energética durante varios días al año cuando tienen que retirar, volver a pintar y secar los revestimientos de absorción existentes.
Volver a pintar los receptores
No obstante, Crespo rebate la idea de que los materiales actuales de absorción solar tengan que sustituirse casi cada año tras funcionar a temperaturas elevadas. Con la tecnología existente, "solo es necesario volver a pintar los receptores cada cinco o diez años", indica.
Asimismo, señala que los revestimientos actuales producen una eficiencia general en los receptores que en la región ya es del 85%. Por tanto, aunque es significativo el nivel del 90% que se logra con la sustancia de nanopartículas, no supone un enorme paso adelante.
"Puede tratarse de una mejora pero no supone un gran avance", indica.
Por último, Crespo cree que el valor que puede aportar la nueva sustancia al sector dependerá en realidad de "cuánto cuesta y cuánto dura".
Sobre el aspecto económico, Jin indica lo siguiente: "Hemos estado desarrollando varios tipos diferentes de revestimientos de absorción solar durante los últimos tres años, así que el coste puede variar en función de qué materiales se seleccionen y cómo se fabriquen".
"En general, estos nanopolvos no son tan difíciles de crear y las materias primas necesarias no son tan caras, entonces creemos que son relativamente económicos".
Asimismo, señala que algunos de los nuevos materiales que se emplean se basan en cerámica y, por tanto, posiblemente será más fácil fabricarlos en grandes cantidades y añade: "El coste exacto dependerá de la escala de la fabricación, el tamaño del mercado y cuántas características exclusivas deseemos".
"Como tenemos planeado seguir estudiándolo durante los próximos años para mejorar las propiedades, la capacidad de fabricación y la fiabilidad a largo plazo, tendremos una idea mejor sobre los aspectos económicos más adelante pero, en general, estos materiales no serán muy caros".
Temperaturas más altas
Eso es igual de positivo, ya que el material parece que solo encaja en los dispositivos de absorción para torres energéticas, que normalmente funcionan a temperaturas más elevadas que otros tipos de plantas de CSP.
Aunque la popularidad de las torres energéticas está al alza, esta tecnología es solo uno de los diferentes tipos que se utilizan en CSP y todavía se sitúa por detrás de la cilindroparabólica en cuanto a megavatios implementados.
Además, si solo es necesario aplicar la sustancia una vez cada década, más o menos, es probable que la demanda sea relativamente baja, a no ser que se pueda utilizar también para otras aplicaciones.
El equipo de la UCSD está trabajando en tecnologías similares para otros tipos de plantas, aunque no está claro si los procesos de fabricación para ellas serían lo suficientemente similares como para crear economías de escala y reducir los costes.
"En el caso de las aplicaciones de CSP del tipo de colectores paralelos con menores factores de concentración de luz solar, contamos con otras variaciones de revestimiento con nanomateriales para reducir la pérdida de emisión térmica, algo que también se está desarrollando activamente en la UCSD", declara Jin.
Otro problema potencial para la comercialización es que, a no ser que el nuevo material ofrezca una ventaja significativa frente a los revestimientos existentes, es posible que los operadores lo rechacen debido al riesgo percibido superior.
Por ahora, Jin y su equipo, que incluye al catedrático Zhaowei Liu, del departamento de ingeniería informática y eléctrica de la UCSD, y al catedrático de ingeniería mecánica Renkun Chen, están tratando de llevar el concepto del nanomaterial al siguiente nivel a través de colaboraciones comerciales.
"Tenemos a muchas empresas y grupos de investigación y desarrollo interesados en estos revestimientos de absorción solar", comenta Jin.
"Estamos estudiando un mayor desarrollo, así como posibles rutas de comercialización con unas cuantas empresas relacionadas con la CSP y otras empresas de dispositivos de absorción solar".