Panells Antisolars: Una Revolució per a la Transició Energètica.

És evident que les tecnologies renovables són essencials per impulsar la transició energètica cap a un model més sostenible.

No obstant això, presenten certes limitacions inherents, com la seva dependència de les condicions naturals. En el cas de la fotovoltaica, la capacitat de generació d'electricitat depèn directament de la intensitat i les hores de llum solar disponibles. Per aquest motiu, esdevé clau desenvolupar solucions que permetin produir energia elèctrica en condicions de baixa o nul·la radiació solar..

No hi ha dubte que l'aprofitament de les fonts renovables aporta beneficis significatius per al medi ambient, com ara la reducció d'emissions de gasos d'efecte hivernacle i una menor dependència de combustibles fòssils. Això fa imprescindible continuar innovant i aplicant avenços tecnològics que ens permetin superar les limitacions actuals i establir un sistema energètic més robust i sostenible.

Una d'aquestes innovacions és el desenvolupament dels anomenats panells antisolars, uns dispositius capaços de generar electricitat sense necessitat d'absorbir la llum del sol. Aquesta tecnologia representa un avenç significatiu en l'ampliació de les hores de generació d'energia en sistemes basats en la fotovoltaica convencional.

A la Universitat Davis de Califòrnia, s'ha desenvolupat una tecnologia pionera que optimitza el sistema de refrigeració per radiació dels panells. La idea es basa en aprofitar la calor acumulada durant el dia i transformar-la, durant la nit, en llum infraroja que pot ser convertida en energia elèctrica. Aquest procés és possible gràcies a l'intercanvi tèrmic entre dos cossos amb temperatures diferents: la Terra, que actua com a cos calent, i l'Espai, que actua com a cos fred. A mesura que la calor flueix cap a l'exterior, aquest procés genera electricitat mitjançant mecanismes termoelèctrics.

Els resultats inicials d'aquesta tecnologia són prometedors. Mitjançant projectes pilot, s'ha aconseguit generar fins a 50 watts d'energia per metre quadrat durant la nit, una xifra que representa aproximadament el 25% de l'energia que pot produir un panell solar convencional durant el dia. Aquesta capacitat obre la porta a un sistema energètic més equilibrat, amb una producció contínua que aprofita tant les hores de llum solar com les de foscor.

Actualment, els panells solars tradicionals es fabriquen principalment amb silici, un material altament eficient per capturar la llum visible. No obstant això, la recerca es dirigeix ara cap a l'ús d'altres materials o aliatges, com el mercuri i altres components termoelèctrics, que podrien maximitzar l'eficiència dels panells antisolars durant les hores nocturnes.

En definitiva, el desenvolupament dels panells antisolars no només complementa la generació diürna de les tecnologies fotovoltaiques tradicionals, sinó que també introdueix una nova manera de concebre la producció d'energia neta, contínua i sostenible. Si aquesta tecnologia aconsegueix madurar i demostrar la seva viabilitat econòmica en els propers anys, podria suposar una veritable revolució en el sector energètic, acostant-nos encara més a l'objectiu d'un futur sense emissions de carboni.

Ramon Gallart.

Què causa els incendis de la bateria d'ions de liti?

La majoria de vehicles elèctrics estan equipats amb bateries d’ions de liti, una tecnologia similar a la que s’utilitza en els telèfons mòbils. Tot i això, cal destacar que les bateries d’ions de liti dels vehicles elèctrics són altament segures..

Tanmateix, en situacions on aquestes bateries es sobreescalfen, poden ser susceptibles a un fenomen conegut com a “fuga tèrmica”. Aquest procés químic pot desencadenar-se a causa d’errors en la bateria, ja sigui per un defecte intern (com un curtcircuit) o per algun tipus de dany extern. En situacions extremes, això podria provocar que la bateria s’incendiï o, fins i tot, exploti.

L'inici i la intensificació dels incendis en bateries d'ions de liti

Els incendis en bateries d'ions de liti poden tenir múltiples causes, incloent-hi factors relacionats amb el comportament de l’usuari, com ara una càrrega inadequada o danys físics. Aquestes circumstàncies poden comprometre la seguretat i provocar l'escalfament descontrolat o fins i tot explosions.

Pel que fa a bateries de grans dimensions són unitats d'emmagatzematge d'energia basades en liti amb una capacitat de l'ordes d'algun MWh. La seva funció és donar suport i estabilitzar la xarxa elèctrica. Tot i el seu potencial beneficiós per al sistema energètic, aquestes bateries també presenten desafiaments significatius en termes de seguretat, especialment en cas d’incendi.

Com actuar en cas d'un incendi?

Si es produeix un incendi en un vehicle elèctric (VE) o una instal·lació d'emmagatzematge amb bateries d'ions de liti, la reacció instintiva podria ser utilitzar aigua per extingir-lo. No obstant això, aquesta actuació podria empitjorar la situació.

Les bateries d'ions de liti presenten reaccions químiques perilloses quan entren en contacte amb l’aigua. Lluny d’apagar les flames, l’aigua pot intensificar l’incendi. Això succeeix perquè la reacció entre el liti i l’aigua genera hidrogen, un gas altament inflamable que pot agreujar la propagació del foc.

En molts casos, pot ser més segur permetre que la bateria es consumeixi per complet. Tesla, per exemple, recomana en la seva guia de resposta del Model 3: "Els incendis de bateries poden trigar fins a 24 hores a extingir-se."

Altres riscos associats a l’ús d’aigua

A més de potenciar les flames, l’aigua també condueix l'electricitat. Això significa que ruixar una bateria que està en combustió pot augmentar el risc de descàrregues elèctriques o curtcircuits, especialment si la bateria roman connectada a un dispositiu com un vehicle elèctric.

Per tot plegat, és fonamental comptar amb protocols específics i equips especialitzats per gestionar els incendis de bateries d'ions de liti, minimitzant així els riscos per a les persones i les instal·lacions.

Un altre aspecte crític a tenir en compte són les conseqüències dels incendis de bateries, especialment la generació de fums tòxics. Quan una bateria d’ions de liti es crema, no només emet fum, sinó també una barreja perillosa de gasos, com ara monòxid de carboni, fluorur d’hidrogen i clorur d’hidrogen.

Aquests gasos representen un risc greu per a la salut, especialment en espais tancats com garatges, on es poden acumular ràpidament en concentracions nocives. La inhalació d’aquests fums en quantitats significatives pot provocar greus problemes respiratoris.

Tot i que els incendis de vehicles elèctrics (VE) són molt poc freqüents, és recomanable adoptar les següents mesures preventives:

1.- Familiaritzar-se amb les característiques de seguretat del vehicle: Els VE disposen d’un sistema de gestió tèrmica que ajuda a mantenir la bateria a una temperatura adequada. Si aquest sistema falla, pot no detectar anomalies ni evitar un possible incendi.

2.- Optimitzar els cicles de càrrega: És important evitar l’ús habitual de carregadors ràpids, ja que poden escalfar la bateria més ràpidament i incrementar el risc de sobreescalfament. Així mateix, és fonamental evitar la sobrecàrrega de la bateria, ja que això també pot augmentar la probabilitat d’un incendi.

Ramon Gallart
Font: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236124019677?via%3Dihub

 

Innovacions Tecnològiques Revolucionen la Lluita contra el Canvi Climàtic en un Any de Connectivitat Sense Fronteres.

El 2024 ha estat un any revolucionari per a la tecnologia climàtica, amb avenços que han demostrat que la innovació pot transformar els reptes mediambientals en oportunitats.

Des de cometes generadores d’electricitat fins a sistemes de captura de carboni oceànics i tecnologies subterrànies que alimenten l’agricultura, aquest camp interdisciplinari no deixa d’evolucionar a gran velocitat. Tot seguit es presenten algunes de les innovacions més destacades que han marcat aquest any 2024 i que apunten a un futur més sostenible.

Els espectaculars fenòmens naturals com les aurora boreals ens han ofert meravelloses imatges aquest any, però també han servit com a avísa sobre els impulsos electromagnètics (EMP) causats per tempestes solars. Aquestes explosions energètiques poden danyar seriosament sistemes electrònics i col·lapsar xarxes elèctriques, posant en risc a la societat moderna. També es poden generar artificialment mitjançant armes nuclears detonades a l’atmosfera. Aquests riscos han impulsat investigacions per dissenyar edificis més resistents, capaços de protegir els equips sensibles d’aquests perills invisibles però devastadors.

Una altra solució ha estat des del cel: els cometes que generen energia. En llocs llunyans on els aerogeneradors convencionals són inviables, l’empresa neerlandesa Kitepower ha creat un sistema innovador anomenat Hawk. Aquestes cometes de 60 metres quadrats poden volar fins a 350 metres d’alçada, capturant els vents més forts i constants. Així, generen energia neta amb un mínim impacte ambiental i ofereixen una alternativa sostenible als generadors dièsel, especialment útil per a comunitats aïllades.

Enguany, les bombes de calor també han experimentat una millora significativa. Tradicionalment ineficaces en climes molt freds, ara poden escalfar habitatges fins i tot a temperatures de -15 °C gràcies a avenços en els compressors. Aquestes millores formen part del repte internacional  Cold-Climate Heat Pump Technology Challenge, que busca optimitzar el rendiment d’aquesta tecnologia en condicions extremes i reduir així la dependència dels combustibles fòssils.

L’agricultura, per la seva banda, s'està transformant gràcies a la Internet de les Coses (IoT). Els sensors agrícoles, que monitoritzen dades com la humitat o la temperatura del sòl, ja són habituals. Ara, investigadors de la ennessee Tech University han desenvolupat una forma de capturar energia directament del sòl per alimentar aquests sensors, reduint costos i augmentant l’eficiència en les operacions agrícoles.

A nivell oceànic, la startup Ebb Carbon ha revolucionat el camp de la geoenginyeria amb un sistema innovador que captura diòxid de carboni (CO₂) de l’aire mitjançant un procés electroquímic. Aquest sistema converteix l’aigua de mar en bicarbonat, una forma estable d’emmagatzemar carboni que podria ajudar a revertir els efectes del canvi climàtic capturant centenars de tones de CO₂ cada any.

Amb la fi de vida útil de molts panells solars a la volta de la cantonada, el reciclatge d’aquests dispositius s’ha convertit en una prioritat. Empreses com 9-Tech han desenvolupat processos que permeten recuperar fins al 90% dels materials valuosos, com el silici i la plata, evitant l’ús de productes químics nocius. Aquestes iniciatives són crucials per garantir que les tecnologies renovables segueixin sent sostenibles a llarg termini.

Mentrestant, es plantegen idees més futuristes per a la descarbonització, com la possibilitat de fer funcionar avions amb microones. Aquesta tecnologia experimental implica antenes que transmeten energia des de grans matrius terrestres cap a avions en vol. Encara en fase de proves, aquesta innovació podria reduir la dependència de l’aviació dels combustibles fòssils i obrir el camí cap a vols més nets.

Climeworks, una de les empreses líders en captura directa de l’aire, també ha fet grans avenços aquest any. La seva nova tecnologia permet capturar el doble de CO₂ utilitzant només la meitat de l’energia necessària fins ara. La seva instal·lació més recent a Suïssa podrà capturar fins a 36.000 tones de CO₂ anualment, establint un nou estàndard per a les tecnologies de captura de carboni.

Fins i tot el reciclatge de panells solars està experimentant grans avenços i revolucionaris. Investigadors del Laboratori Nacional d’Energies Renovables dels EUA han utilitzat làsers de femtosegon per unir vidres en panells solars, eliminant la necessitat de polímers difícils de reciclar. Aquesta tècnica simplifica el procés de reciclatge, augmentant la sostenibilitat d’aquestes tecnologies renovables.

Finalment, en regions tropicals com Singapur, s’està treballant en noves solucions per refrigerar centres de dades de manera més sostenible. Els sistemes d’intercanvi líquid-aire i tecnologies de dessecació podrien reduir significativament la despesa energètica i la dependència de l’aire condicionat tradicional, contribuint a una gestió més ecològica dels centres de dades.

Aquestes innovacions demostren que la tecnologia climàtica està donant passos  per abordar els grans reptes del canvi climàtic de manera creativa i sostenible. Amb el futur del planeta en joc, aquestes solucions interdisciplinàries no només inspiren esperança, sinó que també assenyalen un camí clar cap a un món més verd i habitable.

Altrament, el 2024, les telecomunicacions es van consolidar com una frontera dinàmica de la innovació, amb avenços que van redefinir els límits de la connectivitat global. ha estat un any en què els senyals van estendre el seu abast, van desafiar les limitacions tradicionals i van trobar noves maneres de connectar persones i llocs arreu del món. Des de la cursa per dominar les xarxes de banda ampla espacials fins a la integració subtil de tecnologia avançada en la vida quotidiana, les històries que van marcar l'any reflecteixen un món que es transforma ràpidament gràcies al poder de la comunicació.

L'aposta ambiciosa de la Xina per entrar al sector de la banda ampla via satèl·lit va ser un dels desenvolupaments més destacats de l'any. La seva constel·lació Qianfan, una resposta al Starlink de SpaceX, es va proposar desplegar 14.000 satèl·lits en òrbita baixa terrestre abans de finalitzar d'aquesta dècada. Tot i que actualment només hi han 54 satèl·lits en òrbita, l'escala d'aquest projecte ha posat de manifest la determinació de la Xina per competir en un sector fins ara dominat per empreses occidentals privades. Aquest moviment ha fet  plantejar importants qüestions sobre la gestió de residus espacials, la col·laboració internacional i les implicacions geopolítiques de l'accés a Internet via satèl·lit. 

Mentrestant, la tan esperada promesa de la tecnologia 6G s'ha acostat una mica més a la realitat. Les ones de terahertz (THz), que ocupen l'espai entre les microones i l'infraroig a l'espectre electromagnètic, han demostrat la seva capacitat única per corbar-se al voltant d'obstacles físics. A diferència dels senyals sense fils tradicionals, aquestes ones no depenen d'una línia directa de visió, oferint així la possibilitat d'una cobertura més àmplia i una amplada de banda ampliada. Tot i que encara es troba en fase de recerca i desenvolupament, les aplicacions potencials del 6G estan generaant interés pel futur d'una connectivitat ultraràpida i omnipresent.

La intel·ligència artificial també està deixant la seva empremta en les telecomunicacions el 2024. Qualcomm va presentar el seu xip FastConnect 7900, que ha introduit capacitats de Wi-Fi millorades amb IA. Aquesta innovació optimitza els senyals Wi-Fi en temps real, adaptant-los a aplicacions específiques com ara el streaming de vídeo o les trucades de veu. En integrar intel·ligència al nucli de la comunicació sense fils, la tecnologia de Qualcomm ha remarcat el paper que va creixent de la IA en la configuració de xarxes més intel·ligents i eficients.

Les preocupacions de seguretat continuent essent un tema capdal, especialment a Europa, on es va avançar en la progressiva eliminació dels equips de Huawei i ZTE de les xarxes 5G. La directiva de la Unió Europea per eliminar aquests gegants xinesos de les infraestructures crítiques va posar de manifest un creixent focus en la ciberseguretat. No obstant això, la implementació d'aquesta directiva està essent desigual, el que vol dir que cal compaginar el progrés tecnològic amb les imperatives de seguretat nacional.

La connectivitat també es va expandir cap a nous horitzons amb el desenvolupament de xarxes Wi-Fi de baix consum capaces d’arribar a distàncies sense precedents. Una empresa australiana, Morse Micro, va ser titular en estendre els senyals Wi-Fi fins a 3 quilòmetres, establint un rècord de connectivitat de llarg abast. Tot i que l’amplada de banda d’aquestes xarxes segueix sent limitada, presetna un gran potencial per a aplicacions de l’Internet de les Coses (IoT) en àrees rurals i remotes. 

Paral·lelament, el camp de la criptografia s'ha fet un salt quàntic. La distribució de claus quàntiques (QKD), una tecnologia que promet comunicacions virtualment inhackejables, va experimentar grans avenços mentre països com la Xina, l'Índia, els EUA i la UE perseguien enfocaments competitius. Al costat del QKD, l’emergència d’estàndards de criptografia post-quàntica va suggerir que el món s’està preparant per a una nova era de comunicacions segures, impulsada per la revolució quàntica.

Fins ara, no tots els desenvolupaments han estat ben rebuts per exemple, la Comissió Federal de Comunicacions dels Estats Units (FCC) va rebutjar la petició de SpaceX per posicionar satèl·lits Starlink en òrbita terrestre molt baixa. L’òrbita proposada, dissenyada per reduir la latència, es va considerar un possible perill per a la seguretat d’aeronaus com l’Estació Espacial Internacional. Aquesta decisió ha fet sorgir la complexitat d’equilibrar la innovació amb les preocupacions logístiques i de seguretat en un entorn orbital cada cop més saturat.

Ramon Gallart