Inmenso potencial futuro de las bombas de calor con óxido de escandio
Generalmente se considera que las bombas de calor son una tecnología para salvar el clima. Sin embargo, según wissenschaft.de, las bombas de calor y la tecnología de aire acondicionado son responsables del 20% del consumo mundial de electricidad y, por tanto, también de casi el 10% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo han desarrollado ahora una bomba de calor de estado sólido mucho más ecológica y eficiente gracias a un nuevo material que contiene óxido de escandio.
El óxido de escandio permite un gran avance en la tecnología de refrigeración
En realidad, una bomba de calor funciona como un frigorífico, sólo que al revés: en lugar de extraer calor de un espacio interior para enfriar los alimentos allí almacenados, toma calor del ambiente para calentar un espacio interior, por ejemplo las salas de estar. Hasta ahora, esta tecnología se basaba en procesos de compresión de vapor que no eran especialmente eficaces y utilizaban un refrigerante perjudicial para el medio ambiente. En cambio, la bomba de calor electrocalórica de estado sólido desarrollada por los investigadores de Luxemburgo genera calor directamente a partir de la electricidad y, por tanto, no necesita compresor ni refrigerante. El secreto de la gran eficacia de la nueva bomba de calor es un compuesto único de plomo, óxido de escandio y tantalato. Se trata de un material calórico, es decir, un compuesto metálico que cambia su temperatura en un campo magnético o eléctrico o por deformación mecánica.
¿Las bombas de calor serán pronto más ecológicas y eficientes?
El tantalato de óxido de plomo y escandio se calienta cuando lo atraviesa la electricidad y se enfría cuando cesa el suministro. Para aprovechar energéticamente el cambio de temperatura, los investigadores colocaron elementos fabricados con el material entre dos circuitos de líquido, uno de los cuales se calienta y otro se enfría. Al hacerlo, observaron aumentos de eficiencia realmente maravillosos: la bomba de calor calórica alcanzó el 64% de la eficiencia posible. Las bombas de calor convencionales sólo alcanzan el 50 % o el 30 % debido a los materiales utilizados. El sistema electrocalórico también tiene ventajas sobre las bombas de calor basadas en campos magnéticos o las bombas de calor de estado sólido que funcionan con deformación mecánica. Como la corriente fluye directamente a través del material, no se necesitan dispositivos adicionales para generar campos magnéticos o ejercer fuerza mecánica.
El óxido de escandio es indispensable para la transición energética y el transporte
El óxido de escandio es una materia prima importante para el futuro, ya que esta tierra rara se utiliza en muchas tecnologías clave. Como parte de aleaciones ligeras, está desempeñando un papel cada vez más importante en la fabricación de automóviles, especialmente en China(informamos).
Pero, sobre todo, se necesitan grandes cantidades de óxido de escandio para la producción de hidrógeno verde, lo que significa que se espera que la demanda aumente bruscamente. Por tanto, merece la pena considerar una inversión en esta tierra rara especial.