Estudio: Nanotecnología mejora el almacenamiento térmico en plantas solares de concentración

Lunes 2 de marzo de 2026.- En un país como Chile, que posee la mayor radiación solar del mundo y condiciones excepcionales de cielos despejados, el desarrollo de tecnologías para almacenar de manera más eficiente la energía representa una oportunidad estratégica. Un mejor sistema de almacenamiento térmico permitiría aprovechar al máximo este recurso natural, potenciando la instalación de plantas solares de próxima generación y fortaleciendo la autonomía energética del país.

Un reciente estudio publicado en la revista Solar Energy Materials & Solar Cells reveló que materiales bidimensionales conocidos como MXenes pueden aumentar la estabilidad térmica de las sales fundidas —también conocidas como sales solares—, utilizadas en las plantas de concentración, mejorando su capacidad para almacenar energía y resistir a las altas temperaturas.

El trabajo, liderado por la Dra. Fabiola Pineda, contó con la participación de los investigadores Dr. Andreas Rosenkranz, director de Núcleo Milenio AMXSA y académico del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile; el Dr. Darío Zambrano, investigador posdoctoral de la FCFM; y los académicos José Rogan, Juan Alejandro Valdivia y Max Ramírez del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Casa de Bello.

Las plantas solares de concentración (CSP) destacan por su capacidad de generar electricidad de manera continua, debido a sales fundidas que almacenan grandes cantidades de calor. No obstante, estas sales presentan una limitación importante: comienzan a degradarse cerca de los 585°C, reduciendo su eficiencia y acelerando la corrosión de componentes esenciales.

MXenes: materiales bidimensionales

Frente a este desafío, el equipo de investigadores evaluó una nueva alternativa: la incorporación de MXenes, materiales bidimensionales compuestos por capas atómicas ultradelgadas.

Su estructura les otorga propiedades térmicas y químicas difíciles de encontrar juntas en otros aditivos nanométricos. Además, tienen una gran ventaja frente a los materiales utilizados tradicionalmente: no se aglomeran, un problema frecuente cuando se trabaja con nanopartículas.

Estas características los convierten en candidatos ideales para mejorar el comportamiento térmico de las sales solares.

Al incorporar pequeñas cantidades de MXenes en la sal solar, el equipo observó mejoras significativas: el material fue capaz de resistir hasta 610°C antes de degradarse, aumentando la capacidad de almacenamiento de calor, un parámetro crítico para plantas CSP. Estas instalaciones, en lugar de convertir la luz directamente en electricidad, concentran la radiación solar para producir calor, y luego usan ese calor para generar electricidad. Además, no se alteró el punto de fusión, lo que facilita su uso industrial.

El Dr. Darío Zambrano comenta que "uno de los hallazgos más interesantes de este trabajo es que los MXenes no solo mejoran los parámetros térmicos de la sal, sino que también inducen la formación de microestructuras internas que favorecen el transporte eficiente de calor y estabilizan químicamente el sistema a altas temperaturas".

Agrega que "estos efectos combinados abren la puerta a operar a rangos térmicos que antes no eran viables para las sales tradicionales, acercándonos a tecnologías de nueva generación como los ciclos Brayton de alta temperatura. Este tipo de avances es clave para incrementar la eficiencia y competitividad de las futuras plantas solares de concentración".

Si bien los resultados son alentadores, el equipo advierte que aún es necesario evaluar la estabilidad del material a escala industrial y bajo condiciones reales de operación. Asimismo, remarcan la urgencia de seguir desarrollando tecnologías de energía renovable y sustentable, especialmente en un contexto global marcado por temperaturas récord y creciente demanda de soluciones energéticas limpias.