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Antora Energy, una startup respaldada por Bill Gates, se está preparando para lanzar una batería de calor modular en contenedores, diseñada para almacenar energía renovable al menor costo posible y luego liberarla de manera eficiente como electricidad o calor de proceso industrial.

Todo es en nombre de la descarbonización de la industria pesada, un trabajo que simplemente hay que hacer y complicado dada la naturaleza intermitente de la energía renovable. Es fácil para las fábricas funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana cuando hay combustible fósil disponible para generar calor según sea necesario, pero ¿qué pasa cuando el sol no brilla?

Hemos escrito antes sobre las baterías térmicas de "tostadora de ladrillos" de Rondo, que proponen una solución: usar energía renovable barata para calentar ladrillos de arcilla viejos y normales en recipientes aislados y luego recuperar esa energía según sea necesario a aproximadamente una quinta parte del costo de un producto químico. batería, en forma de calor de proceso de hasta 1.500 °C (2.700 °F). Utilizando materiales baratos y abundantes, Rondo espera implementar esta solución a una escala colosal, con el objetivo nada menos que reducir las emisiones globales de CO2 en un 15% en 15 años.

Antora cree que su sistema basado en carbono podría ser incluso más barato y más útil. Es más útil porque es más caliente y es capaz de generar calor a más de 2000 °C (3632 °F), por lo que es inmediatamente relevante para grandes segmentos industriales como la fabricación de acero. Y porque la energía también se puede recuperar en forma de electricidad mediante paneles termofotovoltaicos supereficientes.

El cofundador y director ejecutivo, Andrew Ponec, explicó la elección de bloques de carbono de Antora en una publicación de Medium, pero en esencia:

"La última ventaja de la extrema estabilidad térmica del carbono está relacionada con la transferencia de calor", escribió Ponec. "La transferencia de calor por radiación es proporcional a la temperatura del objeto fuente elevada a la cuarta potencia (T⁴), por lo que si duplicas la temperatura, aumentas la transferencia de calor por radiación 16 veces. ¡Ese es un poderoso factor de escala! El resultado es que a temperaturas Por encima de 1.500 °C, la transferencia de calor funciona de manera completamente diferente a lo que estamos acostumbrados a temperatura ambiente. La radiación domina sobre la conducción y la convección. Por ejemplo, a 2.000 °C, más del 99% de la transferencia de calor se produce a través de la luz, no por conducción ni convección. "

De este modo, el sistema de Antora aprovecha el brillo térmico de sus ladrillos de carbono mediante radiación luminosa, lo que Ponec describe como "mucho más sencillo, más barato y más fiable que las alternativas". Si un cliente quiere recuperar la energía en forma de calor, el sistema calentará tubos que contienen vapor, aire caliente o algún otro fluido de proceso, que se pueden canalizar alrededor de la instalación dondequiera que se requiera calor.

Si el cliente quiere electricidad, Antora puede convertir el calor para proporcionársela. "Lo aplicamos a paneles fotovoltaicos modificados (similares a los paneles solares) para generar electricidad", explicó Ponec. "Nuestro equipo ha desarrollado un motor térmico de estado sólido que ha batido récords mundiales y que convierte el calor radiante en electricidad con sólo unos pocos micrómetros de material y sin piezas móviles. Esta es una historia para otro día, pero por ahora digamos que es bastante ¡Es útil tener un dispositivo compacto, potente, escalable y eficiente capaz de convertir el calor en electricidad!"

Esto nos hace pensar en una innovadora celda termofotovoltaica (TPV) del MIT sobre la que escribimos el año pasado, capaz de convertir calor en electricidad con niveles de eficiencia de alrededor del 40%, significativamente mejor que la humilde turbina de vapor, que tiene un promedio cercano al 35%. De hecho, los investigadores implicados mencionaron un sistema de almacenamiento y recuperación de calor a base de grafito como uno de sus principales objetivos.

Dado que Antora también es una filial del MIT, nos preguntamos si realmente podría ser este motor térmico TPV el que se utiliza en el sistema de batería térmica de carbono de Antora. Pero no, parece estar utilizando una célula TPV de arseniuro de galio e indio diferente desarrollada por un equipo independiente, con una eficiencia demostrada del 38,8% en un artículo publicado en noviembre pasado en la revista Joule.

Antora dijo a MIT News que ya abrió una instalación de fabricación para estas células TPV, la fábrica de este tipo más grande del mundo, con una capacidad proyectada de 2 MW de células por año. Está trabajando en proyectos industriales en el rango de 30 a 60 MW en todo Estados Unidos, y espera que las instalaciones de baterías de carbono entren en funcionamiento alrededor de 2025, y la compañía espera escalar agresivamente.

Las baterías térmicas de carbono están en contenedores, por lo que pueden ensamblarse en una fábrica central y enviarse fácilmente al sitio, donde los clientes pueden instalar tantas como necesiten en una formación modular.

Fuente: Energía Antora