El objetivo principal del proyecto MOTHERESE es el desarrollo de un nuevo concepto de almacenamiento termoquímico de energía basado en el proceso de “Calcium-Looping”. La novedad del concepto radica en disminuir la escala del componente de almacenamiento y dotarlo de un carácter modular, fácilmente integrable en plantas de generación de energía de diversa naturaleza, almacenable y móvil. El subproyecto 2 se se centra en los aspectos relacionados con el desarrollo de materiales adecuados a estas nuevas condiciones de operación, así como a la optimización de las mismas a esta nueva escala.
Se pretende abordar el desarrollo de estos materiales haciendo hincapié en técnicas de preparación que favorezcan morfologías y microestructuras que optimicen (i) la cinética de las reacciones sólido-gas, con el objeto de reducir los tiempos de residencia, (ii) estabilidad multicíclica, minimizando la desactivación por sinterizado y bloqueo de poros, y (iii) superficie activa, maximizando la cantidad de reactivo disponible para conversión en cada ciclo. Esto se conseguirá utilizando las técnicas de freeze casting y freeze granulation, especialmente adecuadas para la fabricación de estructuras cerámicas con porosidad abierta y morfología dirigida. También se plantea el uso de aditivos que mejoren el rendimiento del material. Finalmente, se contempla la integración del material activo y aditivos de alta conductividad térmica en estructuras tridimensionales estables, que no solo mejoren la ciclabilidad y eficiencia del material activo sino también asegure transferencias de calor rápidas y eficientes, necesarias para el sistema modular. Finalmente, se van a explorar nuevas condiciones de operación compatibles con la nueva escala, desde presiones reducidas hasta altas presiones de hasta 5 bares, manteniendo siempre un ciclo cerrado que evite la necesidad de separación de gases.
MOTHERESE apuesta por la economía circular, por lo que apunta al uso, como fuente de los aditivos e incluso del propio material activo, CaO, de subproductos y residuos procedentes de otras industrias, favoreciendo el aprovechamiento de residuos. Entre los planteados, escoria de acería, carbonatos biogénicos (moluscos), materiales celulósicos y cascarilla de arroz (fuente de SiO2).
Para abordar estos objetivos, el subproyecto cuenta con un equipo multidisciplinar de químicos, ingenieros, físicos y especialistas en materiales con experiencia en la gestión y participación en proyectos de investigación nacionales e internacionales, incluyendo proyectos relevantes centrados en almaceamiento termoquímico de energía. Además, el equipo tiene una red internacional de colaboradores tanto académicos como industriales que permitiría en la explotación de los resultados obtenidos y la propuesta de nuevos proyectos internacionales en esta misma línea.
