El gobierno chino aprobó la construcción del reactor de fusión más grande del mundo, que podría comenzar a generar electricidad para 2028, informó el South China Morning Post.
"La fusión es la perla de la ciencia y la tecnología en el mundo moderno", señala el profesor Peng Xiangjue de la Academia China de Ingeniería Física. Según él, la producción de energía termonuclear a gran escala es un hito en el camino hacia su producción en masa para las necesidades de la humanidad.
Se espera que la construcción de la planta se complete alrededor de 2025 en la ciudad de Chengdu, el centro administrativo de la provincia suroeste de Sichuan. Según Peng Xiangjue, debería generar una corriente de 50 millones de amperios, aproximadamente el doble que una instalación experimental estadounidense similar conocida como máquina Z.
Investigadores chinos intentarán crear una reacción de fusión utilizando una fuerte carga eléctrica para encender una pequeña cantidad de isótopos de hidrógeno: deuterio y tritio. Durante varios años, los físicos chinos han estado realizando varios experimentos en los que se simulan las condiciones que ocurren en las explosiones nucleares, informa BTA.
Las recientes olas de calor han golpeado áreas como el norte de Europa y el noroeste del Pacífico que tradicionalmente han sobrevivido sin mucho aire acondicionado. A medida que las personas de estas regiones se adapten a la nueva realidad, es probable que veamos cambios en el uso de la electricidad, con picos de demanda típicos de los lugares más al sur.
La tensión que estos cambios imponen a la red podría aumentar el desafío de alejarse rápidamente de los combustibles fosiles . Los materiales que calientan o enfrían pasivamente un ambiente pueden reducir la demanda de energía al abordar algunas de estas necesidades sin requerir el uso de energia .
Algunos de estos materiales reflejan la luz solar entrante para evitar que caliente un espacio, mientras que otros irradian calor activamente al espacio, lo cual es excelente si solo le preocupa el calor. Pero muchas de estas áreas pasan por estaciones y tienen momentos en los que deshacerse del calor perdido también aumentará el uso de energía.
Pero ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nankai en Tianjin, China, ha encontrado una manera de tenerlo todo: calentar con aire frío y enfriar cuando hace calor, todo sin necesidad de energía.
Discovery podría ayudar a que los edificios se enfríen y calienten (Imagen; Andrey_Popov/Shutterstock)
El dispositivo puede calentar y enfriar sin energía (Imagen: Shutterstock)
detectando el calor
Los conceptos básicos de los materiales pasivos son simples. Para calentar, necesita material que absorba la luz y libere energía en forma de calor. El enfriamiento puede ser tan simple como reflejar esa luz.
De manera más compleja, también es posible incorporar materiales que irradien energía en longitudes de onda infrarrojas que no son absorbidas por la atmósfera, permitiendo así que los fotones escapen al espacio.
Por lo general, se enfrenta a elegir uno u otro: los materiales no pueden cambiar fácilmente de absorber la luz solar a reflejarla. Lo mejor que puede hacer normalmente es activar o desactivar una habilidad para que, por ejemplo, un material deje de reflejar la luz solar bajo ciertas condiciones ambientales
La idea era usar algo como esto para cambiar entre los estados de calefacción y refrigeración en función de la temperatura ambiente. Para que esta idea funcionara, utilizaron un polímero que cambiaba de forma en respuesta a la temperatura.
El polímero estaba formado por tres subunidades distintas que podían adoptar diferentes conformaciones cuando se sometían a estrés. Cuando las láminas de polímero se estiran a altas temperaturas (90 °C), se expanden y contraen a temperaturas ambiente interiores típicas.
Esta lámina sensible a la temperatura se fusionó luego con una lámina transparente que no responde a las temperaturas. La lámina bicapa resultante experimentaría tensiones desiguales debido al cambio de temperatura, lo que provocaría que se enrollara al enfriarse y se aplanara nuevamente al calentarse.
liberando el enfriamiento
Por sí misma, la hoja sensible a la temperatura no sería especialmente útil. Luego, los investigadores tuvieron que combinarlo con otros dos materiales. Una era una tercera capa para la lámina sensible a la temperatura con dos propiedades principales: reflejaba longitudes de onda visibles y emitía fotones en el infrarrojo, lo que le permitía irradiar calor. El segundo era un sustrato oscuro que absorbía la luz visible.
El dispositivo final envolvió una capa del sustrato oscuro que, cuando se expone a la luz solar, lo absorberá y lo convertirá en calor. Además, está la lámina de tres capas, que cambia de forma según la temperatura y refleja la luz solar mientras emite en el infrarrojo.
A bajas temperaturas, la lámina sensible a la temperatura se riza, exponiendo el sustrato oscuro que absorbe la luz solar, lo que hace que las cosas se calienten. Sin embargo, una vez que aumentan las temperaturas, la sábana se despliega y lo cubre.
Ahora, en lugar de una superficie absorbente, se vuelve reflectante, evitando que el área se caliente. Sin embargo, cualquier calor en el área cubierta por este sistema puede irradiarse, ya que la superficie reflectante emite en el infrarrojo. Los investigadores llamaron creativamente a estos dos estados modos de calefacción y refrigeración.
Alrededor del 73% de la luz solar entrante se absorbe cuando está en modo de calefacción. Por otro lado, cambiar al modo de refrigeración significa que solo se absorbe el 35 % de la luz solar entrante y las emisiones de infrarrojo medio aumentan en un 67 %.
Aunque la lámina reflectante es delgada y parece frágil, los investigadores la han probado durante más de 500 ciclos de enrollado/desenrollado y ha sobrevivido sin problemas aparentes. El único problema que notó el equipo fue que la capa reflectante no hacía un contacto sólido con la capa no reflectante cuando se desenrollaba, lo que limitaba la cantidad de calor que podía transferirse entre las dos. Como la capa reflectante es responsable de irradiar este calor, esto limita la eficiencia general del sistema.
Otra limitación obvia es que este material necesita bastante espacio para trabajar, ya que la superficie reflectante se curva en un tubo. Por lo tanto, esto debería gestionarse antes de que se incorpore a algo como un material de construcción.
Aún así, como primera pasada en un solo material que se ajusta para calentar y enfriar, el concepto se ve muy bien, y es posible que algunos detalles de implementación se solucionen en iteraciones futuras.
