Julio Juan Fernández Sánchez, profesor titular de la UNED en el Departamento de Física Fundamental de la Facultad de Ciencias, está llevando a cabo una investigación innovadora sobre un nuevo método para generar electricidad a partir del calor. Este enfoque, conocido como intercambio termorradiativo de energía, se inspira en el funcionamiento inverso de una placa solar y presenta la ventaja fundamental de poder producir energía incluso durante la noche, cuando no hay radiación solar disponible.
Claves de la noticia
Generación nocturna
Este método permite generar electricidad sin depender de la luz solar, lo que podría ser crucial para la transición energética.
Eficiencia notable
El diseño tiene el potencial de alcanzar una eficiencia del 13,9% a temperaturas alrededor de los 190 grados centígrados.
Aplicaciones futuras
Se prevé que esta tecnología sea utilizada inicialmente en sistemas que requieren baja potencia, como dispositivos autónomos o sondas espaciales.
La investigación propone un sistema innovador que aprovecha el calor emitido por objetos o superficies calientes —como radiadores o tuberías industriales— mediante un dispositivo denominado célula termorradiativa. A diferencia de las placas solares tradicionales, que convierten luz en electricidad, este nuevo sistema emite radiación infrarroja (calor invisible) hacia un entorno más frío, generando electricidad en el proceso.
Transformación del calor en electricidad
Un aspecto clave del avance radica en la utilización del fenómeno conocido como calentamiento adiabático. En términos simples, los portadores de carga —las partículas responsables del transporte eléctrico— ingresan a una zona fría del dispositivo y se calientan gradualmente al moverse hacia áreas más calientes. Este aumento energético les permite liberar energía en forma de radiación al final del trayecto, incrementando así el voltaje generado.
Los resultados preliminares indican que este diseño podría alcanzar una eficiencia máxima del 13,9%, especialmente cuando la temperatura de la zona caliente alcanza aproximadamente los 190 grados centígrados. Esta cifra sugiere un gran potencial para aprovechar fuentes de calor de baja temperatura, como motores o calor residual industrial. Además, el sistema puede operar con diferencias térmicas mínimas entre 10 y 20 grados, donde otras tecnologías enfrentan limitaciones significativas.
Nuevos horizontes energéticos
Fernández Sánchez señala que esta línea de investigación surge como respuesta a un problema poco visible en la transición energética: la falta de generación eléctrica durante las horas sin radiación solar. “Los dispositivos fotovoltaicos no producen electricidad por la noche; estas células están diseñadas precisamente para funcionar en esos periodos”, aclara el investigador.
Aunque actualmente la tecnología está orientada hacia aplicaciones de baja potencia, se espera que los primeros desarrollos se utilicen en situaciones que requieran poca energía. Esto incluye sistemas autónomos y dispositivos electrónicos. De hecho, agencias como NASA ya están explorando este tipo de soluciones como fuente energética para sondas espaciales.
Desafíos materiales y futuro comercial
No obstante, Fernández Sánchez evita establecer plazos concretos para el desarrollo comercial debido a los desafíos relacionados con los materiales. “Algunos ya existen y tienen propiedades adecuadas; sin embargo, aún no podemos determinar si funcionarán bajo condiciones reales”, explica. Por lo tanto, sitúa la viabilidad comercial en un horizonte temporal todavía incierto.
El principal desafío técnico radica en encontrar emisores eficientes para las células termorradiativas. “Ese es el mayor obstáculo”, reconoce el investigador. Sin embargo, subraya que otros requisitos tecnológicos son similares a los utilizados en células solares o sistemas termofotovoltaicos, lo cual reduce incertidumbres en diferentes aspectos del desarrollo.
A pesar de estos retos, el potencial tecnológico es significativo: “Permitiría aprovechar calor que hoy simplemente se pierde”, afirma Fernández Sánchez al referirse a procesos industriales y motores. Aunque esta tecnología no reemplazará las grandes fuentes generadoras de energía, puede contribuir a mejorar la eficiencia energética global mediante sistemas parcialmente autoalimentados.
A diferencia de los generadores termoeléctricos convencionales —que dependen del flujo directo de calor entre dos puntos— este nuevo enfoque se basa en la emisión de radiación. “Esto permite trabajar con diferencias térmicas mucho más pequeñas”, concluye Fernández Sánchez. En síntesis, mientras que en una célula solar los portadores de carga se enfrían al desplazarse, aquí se calientan; una inversión conceptual que podría abrir nuevas vías para convertir calor en electricidad donde antes era prácticamente inalcanzable.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es el intercambio termorradiativo de energía?
Es un nuevo método para generar electricidad a partir del calor, inspirado en el funcionamiento inverso de una placa solar. Este sistema emite radiación infrarroja hacia un entorno más frío y, al hacerlo, produce electricidad.
¿Cuál es la eficiencia máxima que se puede alcanzar con esta tecnología?
Según los resultados del estudio, este diseño podría alcanzar una eficiencia máxima del 13,9% cuando la temperatura de la zona caliente se sitúa en torno a los 190 grados centígrados.
¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de esta tecnología?
Inicialmente, está orientada a aplicaciones de baja potencia, como sistemas autónomos o dispositivos electrónicos. También se están considerando usos en sondas espaciales por parte de agencias como la NASA.
¿Cuáles son los principales desafíos en el desarrollo de células termorradiativas?
El principal desafío radica en encontrar materiales emisores eficientes para la célula termorradiativa. Aunque algunos materiales ya existen, su efectividad en condiciones reales aún necesita ser probada.
Si (
No(
