Producción de combustibles solares: almacenar el calor del sol a 1.200 grados
La empresa derivada de la ETH Synhelion ha inaugurado recientemente en Alemania la primera planta industrial del mundo para la producción de combustibles solares. El corazón de la planta contiene una pieza de tecnología Empa: Junto con Synhelion, los investigadores de Empa han desarrollado un material para el sistema de almacenamiento de energía térmica a alta temperatura que permite a la planta seguir funcionando 24 horas al día, 7 días a la semana.
Combustibles renovables a partir de luz solar y CO₂: El corazón de la planta DAWN contiene una pieza de Empa.
Synhelion
Cerrar el ciclo del CO₂ convirtiendo el dióxido de carbono perjudicial para el clima de nuevo en queroseno, gasolina y gasóleo: Esa es la idea de Synhelion. La spin-off de la ETH utiliza el calor del sol para producir combustibles sintéticos (Synfuels) a partir de CO₂ y agua. En junio de 2024, en la ciudad alemana de Jülich, Synhelion inauguró DAWN: la primera planta industrial del mundo para la producción de combustibles solares. Gracias a una colaboración con el Laboratorio Empa de Cerámica de Alto Rendimiento, DAWN puede producir combustibles renovables las 24 horas del día, incluso de noche.
Para convertir CO₂ y agua en combustibles, DAWN necesita sobre todo una cosa: energía. Un gran campo de espejos concentra la luz solar en un único punto del receptor solar. El vapor del interior alcanza una temperatura de hasta 1200 grados Celsius gracias a la energía concentrada del sol. Este calor de proceso a alta temperatura se utiliza para hacer funcionar el reactor, mientras que el excedente se introduce en el acumulador de energía térmica: una cámara de varios metros cúbicos de tamaño, rellena de ladrillos muy especiales. Estos ladrillos, desarrollados conjuntamente por Empa y Synhelion, sirven para almacenar temporalmente el enorme calor. Durante la noche, es este depósito de calor el que suministra energía al reactor y lo mantiene en funcionamiento.
Se busca: el "superladrillo"
A 1200 grados, sin embargo, no todos los ladrillos son iguales. En contacto directo con el vapor a temperatura ultra alta, incluso la cerámica se corroe. Ninguno de los ladrillos refractarios disponibles en el mercado estaba diseñado para estas condiciones extremas, así que Synhelion se puso en contacto con Empa. "El grupo de investigación dirigido por Gurdial Blugan, investigador de Empa, es uno de los pocos que ha estudiado el comportamiento corrosivo de la cerámica a temperaturas tan elevadas", afirma Lukas Geissbühler, responsable de sistemas térmicos de Synhelion.
En un proyecto de dos años financiado por Innosuisse, Blugan y la científica de Empa Sena Yüzbasi, junto con Synhelion, se propusieron encontrar una cerámica adecuada. La resistencia a la corrosión era sólo un aspecto. El material también debía tener una gran capacidad calorífica, ser mecánicamente robusto y resistir los choques térmicos que pueden producirse cuando se apaga el sistema. También tenía que ser barato de producir, porque la planta de Jülich es sólo el principio para Synhelion.
Los investigadores diseñaron su propio horno tubular de alta temperatura junto con el taller Empa y Synhelion. En él, expusieron diferentes muestras cerámicas a la corrosiva atmósfera de vapor, durante un máximo de 500 horas. "Hacía mucho calor en nuestro laboratorio durante estos experimentos", dice Blugan. Pero el sudor mereció la pena: Los investigadores encontraron un material capaz de resistir las condiciones extremas.
Junto con sus socios del proyecto, perfeccionaron la composición del material y optimizaron el proceso de fabricación para mejorar aún más las propiedades del material y reducir costes. Los ladrillos fueron fabricados por una empresa asociada en Alemania e instalados en Jülich. "Como investigador, no es frecuente ver tu investigación aplicada a tal escala, es una experiencia única", afirma Yüzbasi. La científica, que ahora trabaja en la industria energética, está especialmente satisfecha de que su trabajo se utilice en el sector de las energías renovables para la protección del clima.
Avanzar juntos
"Empa ha realizado una valiosa contribución al desarrollo de nuestra unidad de almacenamiento térmico y ha sido capaz de responder a los requisitos específicos de Synhelion gracias a su flexibilidad", afirma Lukas Geissbühler. Mientras DAWN entra en funcionamiento, Synhelion y Empa ya están planificando su próximo proyecto conjunto. Para futuras plantas, quieren seguir desarrollando el material y hacerlo aún más duradero. La segunda planta de Synhelion para la producción de combustible solar se construirá en España a partir de 2025. El objetivo: unidades de almacenamiento de calor aún mayores, temperaturas aún más altas. Cuanto mayor sea la temperatura, más eficiente será la producción de combustible.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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