Un equipo de ingenieros y científicos de materiales del Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady de la Universidad de Colorado en Boulder ha desarrollado una tecnología que lograr convertir calor residual en electricidad.
El desarrollo de una tecnología termofotovoltaica
Este desarrollo es dirigido por el profesor adjunto Longji Cui, el Grupo de Investigación Cui colaboró con investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) y la Universidad de Wisconsin-Madison para llevar a cabo este proyecto, cuyos resultados han sido publicados recientemente en la revista Energy & Environmental Sciences.
El calor es una fuente de energía renovable que a menudo se pasa por alto. Dos tercios de toda la energía que utilizamos se convierte en calor. Podemos recuperar parte de esta energía térmica desperdiciada y utilizarla para producir electricidad limpia.
Indicó el profesor Cui.
Cui y su equipo han logrado una hazaña al diseñar un dispositivo termofotovoltaico (TPV) que puede duplicar la densidad de potencia obtenida con los diseños TPV convencionales. Este dispositivo compacto desafía la Ley de radiación térmica de Planck y promete aumentar la generación de energía sin necesidad de fuentes de calor de alta temperatura o materiales costosos.
El grupo de Cui ha diseñado un dispositivo TPV único que emplea una solución de “espacio de vacío cero” con un espaciador aislado de vidrio de alto índice y transparente a los rayos infrarrojos. Esto permite que las ondas térmicas de calor viajen a través del dispositivo sin perder fuerza, mejorando drásticamente la generación de energía.
Cuando estábamos explorando esta tecnología, habíamos previsto teóricamente un alto nivel de mejora, pero no estábamos seguros de cómo se vería en un experimento del mundo real. Después de realizar el experimento y procesar los datos, vimos la mejora nosotros mismos y supimos que era algo grandioso.
Mohammad Habibi, estudiante de doctorado en el laboratorio de Cui.
Un dispositivo que logra convertir calor residual en electricidad
La solución de vacío cero a baja temperatura abre nuevas posibilidades para la generación de energía en procesos industriales, como la producción de vidrio, acero y cemento. “Nuestro dispositivo puede recuperar el calor desperdiciado y proporcionar el almacenamiento de energía que necesitan con una temperatura de trabajo baja“, afirmó Cui.
El equipo planea continuar explorando materiales alternativos para mejorar aún más la densidad de potencia del dispositivo TPV. “Esta es la primera demostración de este nuevo concepto de TPV“, explicó Habibi. “Pero si utilizamos otros materiales baratos con propiedades similares, como el silicio amorfo, podríamos aumentar la densidad de potencia hasta 20 veces“.
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Fuente y fotos: University of Colorado Boulder
