1º ¿Qué son los fluidos supercríticos nano-confinados y por qué resultan tan interesantes para las aplicaciones energéticas?

Un fluido supercrítico es una sustancia llevada a una presión y temperatura tan altas que ya no presenta fases líquidas o gaseosas distintas. En cambio, combina propiedades de ambas: como un gas, puede difundirse a través de sólidos y llenar un recipiente; y al mismo tiempo, como un líquido, puede disolver materiales y tiene una densidad significativa. La aplicabilidad de los fluidos supercríticos es muy amplia: extracción, cromatografía, síntesis química, producción de nanopartículas, secado supercrítico, generación de energía, tratamiento de residuos, esterilización, recuperación mejorada de petróleo, secuestro de carbono, desalinización, espumado de polímeros, fabricación de aerogeles, almacenamiento de energía térmica y limpieza industrial.

Una limitación importante que impide la adopción total de los fluidos supercríticos por parte del mercado es su alta temperatura y presión críticas: valores que deben superarse para alcanzar el estado supercrítico.

Ahora bien, si se introduce ese líquido en espacios extremadamente pequeños —de apenas unos pocos nanómetros de ancho— su comportamiento cambia aún más, y lo más importante, se reduce su temperatura crítica y probablemente también su presión crítica. Recientemente hemos descubierto que el confinamiento altamente hidrofóbico puede llevar la temperatura crítica del agua a valores récord de aproximadamente 100 °C.

2º ¿Qué ventajas ofrece esta tecnología frente a las más tradicionales?

El uso de líquidos supercríticos para el almacenamiento de energía térmica y reacciones químicas ha despertado interés en la investigación desde hace tiempo. Sin embargo, sus altas temperaturas y presiones críticas han obstaculizado su adopción comercial. Creemos que el confinamiento hidrofóbico a escala nanométrica puede superar estas limitaciones y allanar el camino hacia aplicaciones comerciales viables de los fluidos supercríticos.

La principal ventaja es la densidad energética. Estos sistemas pueden almacenar mucha energía en un volumen pequeño, con gran estabilidad y sin los problemas de fugas o expansión asociados a los materiales que atraviesan transiciones sólido–líquido.

En aplicaciones químicas, el entorno confinado cambia el comportamiento de las moléculas: reaccionan más rápido, con mayor selectividad o con menor aporte de energía. Esto podría ser un factor transformador en procesos industriales que hoy en día son ineficientes o muy intensivos en energía.

3º ¿Qué aplicaciones del mundo real podrían beneficiarse de esta tecnología?

En los sistemas energéticos, estos materiales podrían utilizarse para almacenar calor en procesos industriales o gestionar la energía térmica en sistemas solares térmicos, donde el almacenamiento térmico compacto y eficiente es clave.

En el procesamiento químico, podrían alimentar reactores más pequeños y eficientes, especialmente útiles para empresas que buscan reducir el consumo energético o mejorar el control de procesos. También hay un gran potencial en la captura y conversión de CO₂, donde el fluido supercrítico puede actuar tanto como medio de reacción como fase de transporte.

4º ¿Las empresas o la industria están mostrando interés por esta alternativa?

Sí, cada vez más. Muchas empresas —especialmente en los sectores químico y energético— están buscando activamente formas de optimizar procesos y reducir costes operativos y emisiones. Aunque el concepto de fluidos supercríticos nano-confinados aún está emergiendo, genera un gran interés por su potencial para mejorar tecnologías existentes sin necesidad de reinventar infraestructuras enteras.

En los últimos años, hemos mantenido conversaciones y colaboraciones con empresas que exploran sistemas térmicos compactos o buscan mejorar el control de reacciones. Una vez que les explicamos los beneficios del confinamiento a escala nanométrica, su reacción suele ser muy positiva. Es un concepto innovador con una promesa industrial real, especialmente si conseguimos demostrarlo a escala.

5º ¿Qué desafíos quedan por resolver antes de que esta tecnología llegue al mercado?

El principal desafío está en comprender las propiedades termo-físicas de los fluidos supercríticos confinados en nano-poros hidrofóbicos. Por ejemplo, ¿presentan comportamiento de pseudo-ebullición y permiten las mismas reacciones químicas que sus equivalentes no confinados a granel?

Otro reto es la escalabilidad: producir materiales porosos a escala industrial, con un rendimiento estable y a un coste competitivo. También es fundamental demostrar la durabilidad del sistema tras múltiples ciclos térmicos, y garantizar que la presión y la temperatura puedan controlarse con seguridad en condiciones reales.

En CIC energiGUNE, estamos combinando modelización avanzada con ensayos de laboratorio para afrontar estos desafíos, colaborando con socios industriales y explorando casos de uso concretos. Esta tecnología no llegará al mercado mañana, pero ya estamos sentando las bases.

6º ¿Qué papel puede desempeñar Europa —y centros de investigación como CIC energiGUNE— en liderar este campo?

Europa está apostando con fuerza por soluciones energéticas más limpias y eficientes, y esta tecnología encaja perfectamente en esa misión. Aún estamos en una etapa temprana, lo que nos brinda una gran oportunidad para asumir un papel de liderazgo a nivel global.

En CIC energiGUNE, contamos con las herramientas y la experiencia para hacerlo realidad: desde simulaciones y diseño de materiales hasta validación experimental. Nuestro objetivo es simple: que esta investigación no se quede en el laboratorio, sino que forme parte de sistemas reales que transformen la forma en que almacenamos y utilizamos la energía térmica.