La roca almacena eficientemente la energía solar

Las baterías y otros dispositivos de almacenamiento de energía requieren una gran cantidad de 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 energía solar, eólica e hidroeléctrica, pueden producir electricidad neutra en CO₂. Sin embargo, debido a que su desempeño es altamente volátil, los sistemas de almacenamiento deben mantener la energía durante los 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 restante de diez años. Sin embargo, el problema con las baterías es que consumen muchos recursos y son caras de fabricar.

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 acumulado 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. Las rocas como el granito y la esteatita se forman a 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 formen, lo que nuevamente hace que algunos especímenes sean más adecuados que otros.

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 el Usagaran, en los que se encuentran ambos tipos de rocas.

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

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 de Usagaran Belt no mostraron grietas visibles, mientras que el granito de Craton Belt se desintegró. Además, la esteatita era más propensa a liberar su calor almacenado que el granito.

En general, se ha descubierto que la esteatita de Kraton Belt es el material más eficiente para almacenar 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 pueden ser más adecuados para aplicaciones de bajo consumo de energía, como un secador solar. Si bien se necesitan más experimentos, los investigadores dicen que las muestras son prometedoras como material sostenible para el almacenamiento de energía.

ACS Omega, doi: 10.1021/acsomega.3c00314