Una investigación llevada a cabo en el Departamento de Química de la Universidad de la Rioja ha desarrollado sistemas moleculares termo-solares para la captación y almacenamiento de energía solar. De esta forma la energía puede ser transportada sin pérdidas ni residuos y puede ser liberada en el momento y lugar deseados.
Los resultados han sido fruto de la tesis doctoral titulada ‘Design and synthesis of new systems for photoprotection and solar energy storage’ llevada a cabo por el doctor Raúl Losantos. La investigación se centra en el estudio de compuestos químicos con propiedades fotoprotectoras y de almacenamiento de energía solar.
Funcionamiento de los sistemas moleculares termo-solares
Los denominados sistemas moleculares termo-solares (MOST, por sus siglas en inglés ‘molecular solar thermal systems’) o combustibles solares, se basan en el uso de moléculas capaces de absorber y retener la energía solar, que circulan disueltas en un fluido hasta el lugar donde deben liberarla.
«La absorción de luz -explica Raúl Losantos- produce una fotoisomerización, un pequeño cambio en la estructura de la molécula que le permite almacenar una fracción de la energía radiante absorbida. Cuando vuelve a su estado original, libera esa energía en forma de calor».
El proceso de liberación controlada de la energía (mediante calor o catálisis) permite además recuperar el combustible solar en su forma original, sin ningún tipo de residuo, disponible para un nuevo ciclo de carga.
Así, el fluido se carga de energía al pasar por un sistema que lo expone a la luz solar; es transportado por un circuito hasta el lugar deseado; libera allí la energía en forma de calor, y vuelve al origen.
Los sistemas MOST se presentan como una alternativa prometedora frente a otras técnicas de producción de energía fotovoltaica, donde las dificultades de almacenamiento (debidas, sobre todo, a la intermitencia del flujo solar y a una demanda muy variable) frenan el aprovechamiento. Pero están todavía en desarrollo y se encuentran con algunos problemas, como lo complicado de sintetizar estas moléculas en grandes cantidades, o la parte de radiación solar que desaprovechan.
Raúl Losantos ha estudiado tres tipos de combustibles: los derivados de hidantoína (de síntesis sencilla y económica, pero resultados discretos), el azobenceno, y el norbornadieno. Estas últimas moléculas presentan mejores propiedades, llegando a conseguir con ellas un aumento de temperatura de hasta 63 ºC, según investigaciones desarrolladas en colaboración con Chalmers University of Technology (Suecia).
En su tesis doctoral, Raúl Losantos se ocupa también del diseño y obtención de nuevos fotoprotectores de origen sintético, inspirados en las micosporinas naturales (MAAs). La investigación ha sido financiada mediante un contrato FPI-UR y ha incluido estancias en la Universidad de Alcalá de Henares, la Universidad de Málaga y Chalmers University of Technology (Göteborg, Suecia).
Desarrollada en el Departamento de Química de la Universidad de la Rioja y dirigida por los doctores Pedro J. Campos y Diego Sampedro, la tesis de Raúl Losantos ha logrado la calificación de sobresaliente ‘cum laude’ con mención internacional al título. Además, los resultados de este trabajo se han publicado en varias revistas científicas, destacando los artículos en Angewandte Chemie International Edition y en Energy and Environmental Science.