El IES participa en el Proyecto ALTERA

30.06.2021

El Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid (IES-UPM), ubicado en la ETSIT-UPM, participa en el proyecto ALTERA (Almacenamiento Termo-Eléctrico por Reflectancia Aumentada). Un proyecto de investigación y desarrollo cuyo objetivo fundamental es la construcción de un primer demostrador de batería eléctrica de silicio fundido, según informa la publicación "Energías Renovables".

El IES -sigue la noticia-, poseedor de varios récords mundiales en células fotovoltaicas de muy alta eficiencia, se encargará de la fabricación de células TFV, y el Instituto de Cerámica y el Vidrio del CSI (ICV-CSIC), que colabora en el desarrollo del contenedor refractario que aloje el silicio fundido.

La iniciativa, absolutamente pionera según la citada publicación, llega de la mano de patentes del profesor Antonio Luque, y la está desarrollando un consorcio español, que ha promovido  la empresa Silbat Energy Storage Solutions.

En esencia, la iniciativa consiste en un contenedor lleno de silicio de grado metal (pureza en torno al 95%) en el que con calentadores eléctricos se lleva éste a su punto de fusión (1.410ºC). Así la energía eléctrica que ha entrado a la batería a través de dichos calentadores se convierte en energía térmica, más concretamente lo que se llama calor latente de fusión. De esta forma, el silicio pasa a ser una coalescencia incandescente sólido-líquido que radia energía en el infrarrojo.

Para extraer de nuevo dicha energía almacenada como energía eléctrica se usan módulos de células termofotovoltaicas (TFV), es decir células fotovoltaicas especialmente diseñadas para convertir a electricidad dicha radiación infrarroja. La batería opera todo el tiempo a la misma temperatura de fusión del silicio, reduciendo la fatiga térmica, de tal modo que queda plenamente cargada cuando se funde todo el silicio y se descarga del todo cuando dicho silicio se vuelve a solidificar.

El silicio y el almacenamiento de la energía

Como es sabido, el silicio está presente en la tecnología de nuestros días de múltiples formas, usándose para la microelectrónica o para el fotovoltaico debido a sus propiedades semiconductoras. Sin embargo, ésta es la primera vez que se plantea como material de almacenamiento energético.

Su potencial es enorme dado que por un lado es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, tras el oxígeno, con el que se encuentra formando sílice en la arena y otros compuestos. Esto permite que sea un material relativamente muy barato. Pero es que además se da la feliz casualidad de que es el segundo elemento con más calor latente de fusión de la tabla periódica, tras el boro (mucho más caro) lo que le confiere una altísima densidad de energía solo comparable entre las tecnologías actuales de almacenamiento a la del hidrógeno. ??

Esta alta densidad de energía, junto con su abundancia, hacen que potencialmente pueda tener un coste de instalación por kWh de capacidad muy por debajo de cualquier tecnología de almacenamiento actual; por ejemplo, muy por debajo de la hidroeléctrica reversible, que es con mucho la más instalada hoy en día, o que el ion-litio que en los últimos años experimenta un fuerte crecimiento, sobre todo en aplicaciones móviles.

A la sombra del profesor Antonio Luque

El proyecto ALTERA que nace para desarrollar el almacenamiento en silicio fundido basándose en dos patentes del profesor Antonio Luque (pionero del fotovoltaico, inventor de la célula solar bifacial y de la célula de banda intermedia y fundador y actual presidente del Istituto de Energía Solar) una relativa a diseños de células de muy alta eficiencia termofotovoltaica y otra a un nuevo concepto de aislamiento térmico basado en espejos de altísima reflectividad (99.999%) en el espectro de radiación del silicio fundido, construidos a base de cristales fotónicos.

Artículo completo de Pepa Mosquera en "Energías renovables"