La próxima generación de tecnologías de energía sostenible se puede construir con materiales de bajo costo y ultra bajo costo: roca y sol. Gracias a un nuevo enfoque conocido como energía solar concentrada, el calor del sol se almacena y luego se usa para secar alimentos o generar electricidad.
Equipo de la Facultad de Materiales, Energía, Agua y Medio Ambiente (MEWES), Instituto Africano de Ciencia y Tecnología Nelson Mandela Publicado en ACS Omega, disponible aquí. encontró que algunas muestras de esteatita y granito de Tanzania son adecuadas para el almacenamiento de calor solar, Por su alta densidad energética y estabilidad incluso a altas temperaturas.
La energía a menudo se almacena en baterías grandes cuando no se necesita, pero su producción puede ser costosa y requerir muchos recursos. Una alternativa menos tecnológica es el almacenamiento de energía térmica (TES), que recolecta energía en forma de calor en un líquido o sólido, como agua, aceite o roca.
Cuando se libera, el calor puede alimentar un generador para producir electricidad. Rocas como el granito y la esteatita se formaron específicamente en condiciones de alta temperatura y se encuentran en todo el mundo, lo que las convierte en materiales TES favorables.
Sin embargo, sus propiedades pueden variar mucho según el lugar donde se formaron, lo que hace que algunas muestras sean mejores que otras. En Tanzania, los cinturones geológicos de Craton y Usagaran se encuentran y ambos contienen granito y esteatita. Por esta razón, Lilian Diosdit Kakoko, Youssoufou Obaid Chandi Jandi y Thomas Kivivel del Instituto Africano de Ciencia y Tecnología Nelson Mandela y la Universidad Ardi querían investigar las propiedades de la esteatita y el granito que se encuentran en cada una de estas bandas.
El equipo recolectó varias muestras de rocas de los cinturones y las analizó. Las muestras de granito contenían una gran cantidad de óxidos de silicio, lo que aumentaba la resistencia. Sin embargo, el granito en Kraton contiene otros compuestos, incluida la moscovita, que son propensos a secarse y pueden hacer que la roca sea inestable a altas temperaturas.
En la esteatita se encuentra magnesita, lo que le confiere una alta densidad y capacidad calorífica. Cuando se calentaron a temperaturas superiores a 980 °C, las muestras de esteatita y granito de Usagaran no mostraron grietas visibles, mientras que el granito de Kraton colapsó. Además, la esteatita liberaba el calor acumulado más fácilmente que el granito.
En general, la esteatita Craton tiene el mejor desempeño como TES, que puede absorber, almacenar y transmitir calor de manera efectiva, mientras mantiene una buena estabilidad química y resistencia mecánica. Sin embargo, otras rocas pueden ser más adecuadas para una aplicación de TES de baja energía, como un desecante solar. Los investigadores dicen que si bien se necesitan más experimentos, estas muestras son prometedoras como materiales para el almacenamiento de energía sostenible.
El calor acumulado se puede utilizar como fuente de calor para generar electricidad o, más simplemente, para otras actividades que requieran calefacción, como actividades agrícolas o calefacción doméstica.
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