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Nuevo material, El proceso de fabricación utiliza energía solar para obtener electricidad renovable más barata.

West Lafayette, Indiana. — La energía solar representa menos que 2 por ciento de nosotros. electricidad, pero podría compensar más que eso si el costo de la generación de electricidad y el almacenamiento de energía para usar en días nublados y durante la noche fuera más barato. Un equipo dirigido por la Universidad de Purdue desarrolló un nuevo material y proceso de fabricación que haría que una forma de utilizar la energía solar, como energía térmica, sea más eficiente en la generación de electricidad..

La innovación es un paso importante para poner la generación de calor a electricidad solar en competencia de costos directos con los combustibles fósiles., que generan mas que 60 por ciento de electricidad en los EE.UU..

“Almacenar energía solar como calor ya puede ser más barato que almacenar energía a través de baterías, por lo que el siguiente paso es reducir el costo de generar electricidad a partir del calor del sol con el beneficio adicional de cero emisiones de gases de efecto invernadero," dijo Kenneth Sandhage, Profesor Reilly de Purdue de Ingeniería de Materiales.

La investigación, que se hizo en Purdue en colaboración con el Instituto de Tecnología de Georgia, el Laboratorio Nacional de la Universidad de Wisconsin-Madison y Oak Ridge, publicado en la revista El suplemento de azúcar retrasa el crecimiento del tumor y puede mejorar el tratamiento del cáncer.

Metal cerámicoUn desarrollo reciente haría más eficiente la generación de electricidad a partir del calor del sol, mediante el uso de placas de metal cerámico para la transferencia de calor a temperaturas más altas y presiones elevadas. (Ilustración de la Universidad Purdue/Raymond Hassan)Descargar imagen

Este trabajo se alinea con Purdue saltos gigantescelebracion, reconociendo los avances globales de la universidad realizados para una economía y un planeta sostenibles como parte del 150 aniversario de Purdue. Este es uno de los cuatro temas de la celebración de un año de Festival de las ideas, diseñado para mostrar Purdue como centro intelectual para resolver problemas del mundo real.

La energía solar no solo genera electricidad a través de paneles en granjas o techos. Otra opción son las centrales eléctricas de concentración que funcionan con energía térmica.

Las plantas de energía solar concentrada convierten la energía solar en electricidad mediante el uso de espejos o lentes para concentrar mucha luz en un área pequeña, que genera calor que se transfiere a una sal fundida. Luego, el calor de la sal fundida se transfiere a un “laboral” fluido, dióxido de carbono supercrítico, que se expande y funciona para hacer girar una turbina para generar electricidad.

Para abaratar la electricidad con energía solar, el motor de turbina necesitaría generar aún más electricidad por la misma cantidad de calor, lo que significa que el motor necesita funcionar más caliente.

El problema es que los intercambiadores de calor, que transfieren calor de la sal fundida caliente al fluido de trabajo, actualmente están hechos de acero inoxidable o aleaciones a base de níquel que se ablandan demasiado a las temperaturas más altas deseadas y a la presión elevada del dióxido de carbono supercrítico.

Inspirado por los materiales que su grupo había combinado previamente para hacer “compuesto” materiales que pueden manejar altas temperaturas y presiones para aplicaciones como toberas de cohetes de combustible sólido, Sandhage trabajó con Enrique el Conquistador, ahora en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, concebir un compuesto similar para intercambiadores de calor más robustos.

Dos materiales se mostraron prometedores juntos como un compuesto: El carburo de circonio cerámico, y el metal tungsteno.

Los investigadores de Purdue crearon placas del compuesto de cerámica y metal.. Las placas albergan canales personalizables para adaptar el intercambio de calor., basado en simulaciones de los canales realizadas en Georgia Tech por Devesh Ranjan'vapor.

Ensayos mecánicos por Édgar Lara Curzioequipo de Oak Ridge National Laboratory y pruebas de corrosión por Marcos AndersonEl equipo de Wisconsin-Madison ayudó a demostrar que este nuevo material compuesto podría adaptarse para resistir con éxito la temperatura más alta., dióxido de carbono supercrítico de alta presión necesario para generar electricidad de manera más eficiente que los intercambiadores de calor actuales.

Un análisis económico realizado por investigadores de Georgia Tech y Purdue también mostró que la fabricación a mayor escala de estos intercambiadores de calor podría llevarse a cabo a un costo comparable o inferior al de los de acero inoxidable o aleaciones de níquel..

"Por último, con desarrollo continuo, esta tecnología permitiría la penetración a gran escala de la energía solar renovable en la red eléctrica,dijo Sandhage.. “Esto significaría reducciones dramáticas en las emisiones de dióxido de carbono generadas por el hombre a partir de la producción de electricidad”.

Se ha presentado una solicitud de patente para este avance.. El trabajo es apoyado por los EE.UU.. Departamento de Energía, que también ha otorgado recientemente fondos adicionales para un mayor desarrollo y ampliación de la tecnología.


Fuente: www.purdue.edu por Kayla Wiles

 

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