El estudio, publicado recientemente en la revista 'Nature Energy', cuenta con la participación del investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) Miguel Muñoz Rojo, quien explicó que "la compresión de vapor es un método muy eficiente pero sus refrigerantes plantean problemas ambientales y de seguridad". A ello se suma, según detalla, que "estas técnicas impiden el funcionamiento de las bombas de calor a temperaturas superiores a 300 grados centígrados", lo que limita su aplicación en numerosos procesos industriales de alta demanda térmica.

Muñoz Rojo subrayó que "el desarrollo de tecnologías que puedan recuperar y bombear calor a altas temperaturas es esencial para aprovechar el calor residual de la industria y mejorar la eficiencia de sus procesos". En este sentido, el trabajo recuerda que las bombas de calor convencionales no pueden operar por encima de los 600 grados kelvin, equivalente a algo menos de 326 grados centígrados, lo que provoca que "muchos procesos industriales que operan por encima de esta temperatura utilicen combustibles fósiles o calefacción eléctrica resistiva, generando una cantidad sustancial de calor residual no aprovechado".

"Esto hace que sea esencial desarrollar tecnologías que recuperen y bombeen calor eficientemente a temperaturas tan elevadas", detalló el investigador, quien actualmente trabaja en el desarrollo de moduladores térmicos destinados a mejorar el funcionamiento de baterías, una línea de investigación que impulsa gracias a una beca ERC Consolidator dotada con dos millones de euros, según comunicó el CSIC.

Este estudio internacional analizó las oportunidades y los desafíos de las tecnologías emergentes de bombas de calor de alta temperatura basadas en estado sólido o en ciclos de gas, consideradas más respetuosas con el medio ambiente. Según destacó Muñoz Rojo, "estas tecnologías tienen el potencial de suministrar calor a temperaturas de hasta 1.600 grados kelvin, casi 1.327 grados centígrados", lo cual permitiría cubrir una parte muy significativa de las necesidades térmicas de la industria pesada. "Ofrecemos una perspectiva sobre posibles soluciones, aplicaciones, escalabilidad y una hoja de ruta para el progreso tecnológico futuro", añade.

A su juicio, "la oportunidad más grande es que si somos capaces de bombear ese calor a altas temperaturas podemos mejorar las eficiencias de los procesos industriales, contribuyendo verdaderamente a la descarbonización". En esta línea, el investigador se mostró convencido de que "estos avances en bombas de calor reducirán el consumo de combustibles fósiles y facilitarán la conversión directa de electricidad en calor, aprovechando al mismo tiempo fuentes de calor residual actualmente sin explotar".