Un sistema sostenible de refrigeración a la carta basado en la energía solar
- asayed1
- Oct 22, 2022
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Científicos de la KAUST han desarrollado un sencillo sistema de refrigeración impulsado por la captación de energía solar pasiva que podría proporcionar refrigeración de alimentos y espacios vitales de bajo coste a comunidades empobrecidas sin acceso a la red eléctrica. El sistema, que no tiene componentes eléctricos, aprovecha el potente efecto de refrigeración que se produce cuando ciertas sales se disuelven en el agua. Después de cada ciclo de refrigeración, el sistema utiliza la energía solar para evaporar el agua y regenerar la sal, lista para su reutilización. El trabajo se ha publicado en la revista Energy & Environmental Science "Conversion and storage of solar energy for cooling"
“Las regiones cálidas tienen altos niveles de energía solar, por lo que sería muy atractivo utilizar esa energía solar para la refrigeración", dice Wenbin Wang, postdoctorado en el laboratorio de Peng Wang. En muchas partes del mundo hay una mayor necesidad de refrigeración debido al cambio climático, pero no todas las comunidades pueden acceder a la electricidad para el aire acondicionado y la refrigeración. "Hemos ideado un diseño de conversión y almacenamiento de energía solar fuera de la red para conseguir una refrigeración ecológica y barata", explica el profesor Wang.
El equipo diseñó un sistema de refrigeración y regeneración en dos fases, la primera de las cuales se basa en el hecho de que la disolución de ciertas sales comunes en el agua absorbe energía, lo que enfría rápidamente el agua. Tras comparar una serie de sales, el nitrato de amonio (NH4NO3) resultó ser el más destacado, con un poder de refrigeración más de cuatro veces superior al de su competidor más cercano, el cloruro de amonio (NH4Cl). El excepcional poder de enfriamiento de la sal de nitrato de amonio puede atribuirse a su alta solubilidad. "La solubilidad del NH4NO3 alcanzó los 208 gramos por cada 100 gramos de agua, mientras que las otras sales estaban generalmente por debajo de los 100 gramos", dice Wenbin. "La otra ventaja de esta sal es que es muy barata y ya se utiliza ampliamente como fertilizante", añade.
Una vez recolectada, la sal representa efectivamente una forma almacenada de energía solar, lista para ser reutilizada para enfriar de nuevo cuando sea necesario. El equipo demostró que el sistema tiene un buen potencial para aplicaciones de almacenamiento de alimentos. Cuando la sal se disolvió gradualmente en agua en un vaso metálico colocado dentro de una caja de espuma de poliestireno, la temperatura del vaso bajó de la temperatura ambiente a unos 3,6 grados centígrados y se mantuvo por debajo de los 15 grados centígrados durante más de 15 horas.
Una vez que la solución salina alcanzó la temperatura ambiente, el equipo utilizó la energía solar para evaporar el agua mediante un regenerador solar 3D con forma de taza hecho a medida. La copa estaba hecha de un material diseñado para absorber la mayor parte posible del espectro solar. A medida que el agua se evaporaba, los cristales de NH4NO3 crecían sobre la pared exterior de la taza. "La sal cristalizada puede recogerse automáticamente a medida que la sal cae por efecto de la gravedad", dice Wenbin. Una vez recogida, la sal representa efectivamente una forma almacenada de energía solar, lista para ser reutilizada para enfriar de nuevo cuando sea necesario.
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