abril a mayo del 2016
Durante los meses de abril y mayo de 2016 se ha realizado una campaña de investigación experimental en el HoSIER dentro del marco de la colaboración entre la Universidad de Antofagasta (UA) y el IER-UNAM. Ambas instituciones vienen colaborando en distintas tareas desde el año 2014.
La campaña realizada busca investigar la viabilidad de los óxidos de cobre (CuO/Cu2O) como materiales para almacenamiento termoquímico de energía solar (TCS, de sus siglas en inglés). El TCS se basa en el empleo de reacciones químicas reversibles para almacenar energía térmica en forma química. Conceptualmente, se alimenta una reacción endotérmica con energía solar concentrada, y los productos de dicha reacción se almacenan hasta que la energía es requerida. En ese momento, se provoca la reacción en sentido contrario, exotérmica, que liberará el calor previamente almacenado.
Algunos óxidos metálicos cambian de grado de oxidación en un rango de temperaturas entre los 800 y 1500 ºC (temperatura de equilibrio), el cual es compatible con las temperaturas típicas de operación de los sistemas de concentración solar de tipo torre central. El par CuO/Cu2O es uno de ellos y por lo tanto, se está investigando su comportamiento con vista a ser integrado en un sistema TCS acoplado a una torre central.
En la campaña experimental se ha empleado el reactor rotativo del IER-UNAM que consta de una cavidad cerámica aislada, con capacidad de rotar a distintas velocidades, una ventana de cuarzo y un sistema de alimentación y análisis de gases.Está perfectamente instrumentado para la medida de temperatura por varios métodos. La reacción de reducción del CuO a CU2O se ha evaluado bajo distintas condiciones de operación: velocidad de rotación, caudal de gas de barrido, tipo de gas (inerte o aire) y masa inicial de reactivo. Además, se han desarrollado diversas metodologías experimentales con el objetivo de llegar a extraer un mecanismo cinético característico de la reducción de CuO cuando es activada por energía solar concentrada. Se han conseguido más de 30 archivos de datos de temperaturas y concentración de oxígeno (parámetro empleado para hacer el seguimiento de la reacción) que se van a procesar para obtener las conclusiones pertinentes.
En la última semana de trabajo experimental se han realizado reducciones de una muestra de escoria obtenida de los hornos rotativos de una fundición de mineral de cobre. Dicho material constituye un residuo en la actualidad y se está estudiando algún posible valor añadido. Dado su alto contenido en óxidos, sobre todo de hierro y cobre, su transformación térmica (en metales o componentes de particular valor) mediante la aplicación de energía solar concentrada se plantea como una interesante posibilidad de aprovechamiento.
