¿Recolectar energía solar mediante simples piedras?

Una nueva generación de tecnología para la energía solar podría basarse en una clase muy vulgar y primitiva de materiales: piedras.

La energía solar suele almacenarse en grandes baterías cuando no se necesita, pero estas pueden ser caras y su fabricación requiere un alto consumo de recursos. Una alternativa menos tecnológica es almacenarla en forma de energía térmica. Para esto último, se recurre a un líquido o a un sólido, como agua, piedras u otro material, en los cuales la energía solar excedente se emplea para calentarlos hasta temperaturas muy altas. Luego, cuando se necesita su energía, el calor que retienen se libera y este puede alimentar un generador para producir electricidad.

Rocas como el granito y la esteatita se forman específicamente bajo altas temperaturas y se encuentran por todo el planeta, lo cual puede convertirlas en materiales adecuados para el almacenamiento de energía térmica. Sin embargo, sus propiedades pueden variar mucho en función del lugar del mundo en el que se formaron, lo que posiblemente haga que las variedades de algunas regiones sean mucho mejores que las de otras.

El cratón de Tanzania y el cinturón de Usagaran, también en Tanzania, albergan cantidades importantes de granito y esteatita.

Lilian Deusdedit Kakoko, Yusufu Abeid Chande Jande y Thomas Kivevele, los tres de la Institución Africana de Ciencia y Tecnología Nelson Mandela en Tanzania, han investigado las propiedades del granito y las de la esteatita albergados en cada una de estas zonas.

El equipo recogió varias muestras de roca de esos sitios y las analizó. Las muestras de granito contenían una gran cantidad de óxidos de silicio, que añadían resistencia. Sin embargo, el granito del cratón contenía otros compuestos, entre ellos mica común, que son susceptibles a la deshidratación y podrían hacer que la roca fuera inestable a altas temperaturas. En la esteatita se encontró magnesita, que le confería una alta densidad y una buena capacidad térmica.

Muestras de granito (izquierda) y esteatita (derecha). Las variedades adecuadas de estos materiales pétreos pueden ser de gran ayuda para almacenar calor del Sol a fin de usarlo luego en la generación de electricidad. (Imagen: adaptada de ACS Omega, 2023, DOI: 10.1021/acsomega.3c00314. )

Cuando se calentaron a temperaturas superiores a 1000 grados centígrados, tanto las muestras de esteatita como el granito del cinturón de Usagaran no presentaban grietas visibles, pero el granito del cratón se fragmentó.

Teniendo en cuenta esta y otras diferencias, la esteatita del cratón resultó ser la que poseía las mejores prestaciones como material para el almacenamiento de energía térmica, al ser capaz de absorber, almacenar y transmitir calor de forma eficaz, manteniendo al mismo tiempo una estabilidad química y una resistencia mecánica buenas. Sin embargo, las otras rocas podrían ser más adecuadas para una aplicación de almacenamiento de energía térmica de baja potencia, como por ejemplo para un secador solar.

El estudio se titula “Experimental Investigation of Soapstone and Granite Rocks as Energy-Storage Materials for Concentrated Solar Power Generation and Solar Drying Technology”. Y se ha publicado en la revista académica ACS Omega. (Fuente: NCYT de Amazings)