El objetivo principal del proyecto HIPERTES es el desarrollo de un nuevo concepto de almacenamiento termoquímico de energía de alta temperatura basado en un sistema híbrido de carbonatos y sales fundidas en un único reactor. El subproyecto 2 se centra principalmente en los aspectos relacionados con el desarrollo de materiales adecuados a estas nuevas condiciones de operación, así como a la optimización de las mismas y el estudio del comportamiento de los materiales durante los ciclos termoquímicos.
Si bien existen soluciones basadas en el uso de aditivos sólidos para intentar mejorar la ciclabilidad y el rendimiento de procesos termoquímicos basados en reacciones de carbonatación/calcinación, estas soluciones tienen un límite, pues siempre se observa un decaimiento de la actividad con el número de ciclos que se hace más evidente a manera que aumenta el número de éstos. En este proyecto se propone una solución novedosa basada en sistemas híbridos de carbonatos con sales fundidas. Las sales aportaran un incremento de la reactividad tanto de calcinación como de carbonatación, mejorando sobre todo las cinéticas de los procesos difusivos.
Así, se espera que las sales aporten (i) cinéticas rápidas de calcinación y carbonatación para que los procesos de carga y descarga sean lo más rápidos posibles y (ii) alta estabilidad multicíclica evitando los procesos de desactivación por sinterizado y bloqueo de poros. Se proponen dos tipos de sistemas, uno basado en pellets porosos que se impregnarían con las sales y otro basado en baños de sales fundidas donde se dispersarían las partículas de carbonato. Para la primera solución se usarán técnicas de peletizado que permitan obtener pellets porosos a partir de suspensiones acuosas de partículas de carbonatos tanto minerales como sintéticas. Los pellets obtenidos se impregnarán con sales de alta temperatura. En la segunda solución, se seleccionarán mezclas de sales de alta estabilidad térmica en las que se dispersarán partículas o pellets de carbonatos. Para la preparación de los pellets porosos se usarán técnicas de “freeze granulation” que permiten obtener pellets porosos y estables a partir de suspensiones de partículas. Todos los materiales preparados se caracterizarán en cuanto a sus propiedades termofísicas y a su comportamiento multicíclico. Se establecerán las condiciones óptimas de funcionamiento, así como los rangos máximos de trabajo. Estos resultados se usarán como parámetros para el subproyecto 1.
El subproyecto 2 cuenta con la participación de un equipo multidisciplinar con experiencia en química, reactividad de sólidos, cinética heterogénea, física y ciencia de materiales para completar los objetivos propuestos. Tienen experiencia y solvencia avalada en la ejecución de proyectos nacionales e internacionales, además de proyectos industriales, en el campo del diseño y caracterización de materiales para el almacenamiento de energía térmica.
