Una gran idea para el cambio climático: “almacenar el sol”

Asegun Henry asegura que, en la lucha contra el cambio climático, almacenar el sol “es la clave, el eje que pondrá muchas cosas en la dirección correcta”.

Hoy en día, gran parte de la energía renovable que se captura del viento y el sol se entrega en una capacidad de úselo o piérdalo. Para almacenar dicha energía, Henry prevé una red completamente sostenible, sin emisiones de carbono, con el potencial de satisfacer todas nuestras necesidades eléctricas, incluso en días nublados y sin viento. Y tiene un plan de cómo llegar allí.

Imagínese, junto a plantas solares y turbinas eólicas, un contenedor del tamaño de un almacén, muy aislado, lleno de metal líquido al rojo vivo. Cualquier exceso de energía capturada durante los tiempos de bajo uso se desviaría a este contenedor, donde se convertiría en calor. Cuando aumenta la demanda de energía, el metal líquido se puede bombear a través de un convertidor para convertir el calor en electricidad.

Henry dice que este sistema de “sol en una caja” serviría como una batería recargable, aunque una que ocupa la mitad de un campo de fútbol. Ha demostrado que las partes clave del sistema funcionan y las está juntando para demostrar un sistema a escala de laboratorio. Si eso tiene éxito, avanzará hacia versiones con mayor capacidad de almacenamiento y, en última instancia, a un sistema integrado en la red a escala comercial.

Es un camino ambicioso, y uno que no ha estado exento de obstáculos, al igual que el propio camino de Henry hacia el MIT. En 2020, se le concedió un puesto de profesor titular en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y está canalizando gran parte de su energía para almacenar el sol.

“En mi opinión, la decisión de ir al MIT fue un camino para salvar a la raza humana”, dice Henry. “Creo en esta tecnología, y que esta es la clave, el eje que pondrá muchas cosas en la dirección correcta”.

Pensando en grande: almacenar el sol para abordar el cambio climático

Henry creció en Sarasota, Florida, luego en Tallahassee, donde se convirtió en baterista. Sus padres, ambos profesores de la Florida A&M University, hicieron todo lo posible por inculcarle el aprecio por las raíces de su familia en África Occidental. Cuando tenía 10 años, su madre lo llevó a una clase de danza africana en la universidad.

“Me habían enseñado a venerar la cultura africana, pero nunca la había visto ni escuchado realmente, y ese día me enamoré totalmente de la batería”, dice Henry.

Durante los siguientes seis años, se unió a un conjunto de gira profesional y se dedicó a la percusión africana. Tenía 16 años cuando decidió renunciar a una carrera de batería, después de ver las dificultades financieras de sus maestros. Por esa época, participó en un programa de ritos de iniciación para jóvenes negros, donde conoció al mentor Makola Abdullah, profesor de ingeniería civil en Florida A&M. Abdullah contrató a Henry como joven asistente en su laboratorio, donde el equipo estaba estudiando la estructura de las pirámides egipcias.

“Eso realmente me encendió las cosas”, recuerda Henry. “Me pagaban por hacer trabajo técnico por primera vez, lo cual era emocionante a esa edad”.

Como estudiante de Florida A&M, Henry continuó trabajando en el laboratorio de Abdullah, en un estudio de vibraciones inducidas por terremotos. También se interesó por las vibraciones a escala atómica y el movimiento de los átomos en el contexto del calor, lo que lo llevó a postularse para graduarse en el MIT.

La experiencia de Henry en el MIT fue académicamente intensa, a veces financieramente incierta y, en general, socialmente aislante, dice, y señaló que en un momento fue el único estudiante graduado de ingeniería negro en el departamento.

“Ese [aislamiento] me motivó, y tenía la misión de obtener mi título”, dice.

Henry siguió adelante, trabajando con su asesor para desarrollar simulaciones de dinámica molecular de conducción de calor, y recibió su maestría y doctorado en ingeniería mecánica en 2009. Luego aceptó un puesto de profesor en Georgia Tech, pero antes de establecerse en el campus, tomó tres cursos consecutivos postdoctorados, en Oak Ridge National Laboratories, Northwestern University, y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía del Departamento de Energía, o ARPA-E.

Cada postdoctorado ayudó a cristalizar sus propios objetivos de investigación. En Oak Ridge, aprendió a hacer cálculos de estructuras electrónicas. En Northwestern, se dedicó a las energías renovables, simulando materiales termoquímicos solares prometedores. Y en ARPA-E, una división que fue diseñada para respaldar proyectos de alto riesgo y alta recompensa, aprendió a pensar en grande.

“Visité talleres de maquinaria del tamaño del Jurásico donde construyen las turbinas más grandes del mundo, y también visité plantas solares concentradas”, dice Henry. “Fue una experiencia transformadora y comencé a interesarme en el diseño a nivel de sistemas”.

“Un cambio de paso”

Regresó a Georgia Tech con una idea arriesgada para un nuevo tipo de energía solar concentrada (CSP). La mayoría de los diseños de CSP se basan en la idea de almacenar calor como sal fundida y mover el líquido a través de tuberías y bombas de metal para convertirlo en electricidad. Pero existe un límite en cuanto a qué tan calientes pueden calentarse las sales al almacenar calor. Las temperaturas superiores a este límite también pueden hacer que las tuberías y bombas de metal se corroan demasiado rápido.

“Estaba interesado en llevar esto al extremo, para ver cómo conseguir un cambio radical en el rendimiento”, dice Henry.

Propuso hacer tuberías y bombas con cerámicas más resistentes al calor y almacenar el calor no en sal fundida, sino en metal líquido incandescente y al rojo vivo.

“Fue una idea radical, y basada en la física, es sólida”, dice Henry.

Él y sus estudiantes trabajaron durante años para demostrar un componente clave del sistema, una bomba de cerámica de alta temperatura, al principio con poco progreso.

“Solía ​​tener que dar estos discursos de entrenador en el vestuario para mantener a todos motivados”, recuerda Henry.

En 2017, sus esfuerzos dieron sus frutos con una bomba que podía hacer circular líquido a hasta 1.400 grados Celsius. La demostración les valió una publicación en Nature y un récord mundial Guinness por la “bomba de líquido con la temperatura de funcionamiento más alta”.

“Eso intensificó las cosas”, dice Henry, quien en ese momento había recibido una invitación para una entrevista para un puesto de profesor en el MIT. Cuando le ofrecieron el trabajo, no estaba seguro de poder aceptarlo. Mientras su trabajo avanzaba, se encontraba en medio de un divorcio complicado.

“Estaba en una encrucijada difícil”, dice. “¿Me quedo y posiblemente obtengo la custodia de mis hijos, o doblo mi carrera y me voy al MIT, donde creo que tengo la mejor oportunidad de seguir esta idea?”

Al final, Henry aceptó el puesto y regresó al MIT en 2018. El divorcio lo llevó a la bancarrota, incluso cuando estaba iniciando un nuevo laboratorio y administrando las demandas de enseñanza en el campus. Fue un año tumultuoso, pero finalmente se mudó a Boston con sus hijos y, justo antes de que comenzara la pandemia, Henry también recibió la tenencia.

“Es un alivio dramático para mí”, dice Henry. “Después de arriesgarlo todo para venir aquí, quieres tener la seguridad de que todo saldrá bien”.

Está avanzando para mejorar el sistema sun-in-a-box, y desde entonces ha superado su récord con una bomba de temperatura aún más alta. También continúa simulando el movimiento de los átomos en diferentes materiales y está convirtiendo esos movimientos en sonido, un proyecto que se inspiró en parte en su experiencia temprana en la música.

Sobre el nuevo equilibrio que ha encontrado en el trabajo y la vida, dice: “Es muy fundamental. Y estoy agradecido “.

Por Jennifer Chu Oficina de noticias del MIT
Fuente: MIT
Foto: Geralt 

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