Almacenamiento de calor: Los científicos desarrollan un material estable, eficiente y ecológico

01.04.2022 - Alemania

Un nuevo material de almacenamiento de calor podría contribuir a mejorar considerablemente la eficiencia energética de los edificios. Desarrollado por investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) y la Universidad de Leipzig, puede utilizarse para almacenar el calor sobrante y devolverlo al medio ambiente cuando sea necesario. A diferencia de los materiales existentes, el nuevo puede absorber mucho más calor, es más estable y está hecho de sustancias inocuas. En el "Journal of Energy Storage" el equipo describe el mecanismo de formación del material.

El invento es un material de cambio de fase estabilizado en su forma. Puede absorber grandes cantidades de calor cambiando su estado físico de sólido a líquido. El calor almacenado se vuelve a liberar cuando el material se endurece. "Mucha gente conoce este principio por los calentadores de manos", explica el profesor Thomas Hahn, del Instituto de Química de la MLU. Sin embargo, el invento de Halle no se utilizará en los bolsillos de los abrigos. En su lugar, podría ser utilizado por la industria de la construcción en forma de grandes paneles que podrían integrarse en las paredes. Éstos absorberían el calor durante las horas de sol y lo liberarían de nuevo más tarde cuando la temperatura baje. Esto podría ahorrar mucha energía: Los investigadores han calculado que cuando el nuevo material se calienta, puede almacenar -en las condiciones adecuadas- hasta 24 veces por cada 10 grados centígrados más de calor que el hormigón o los paneles convencionales.

A diferencia de los calentadores de manos, los paneles fabricados con esta mezcla de materiales no se derriten al absorber el calor. "En nuestro invento, el material de almacenamiento de calor está encerrado en un marco de silicato sólido y no puede escapar debido a las altas fuerzas capilares", explica Hahn. Y lo que es más importante, las sustancias utilizadas en su producción son respetuosas con el medio ambiente: ácidos grasos inocuos como los que se encuentran en jabones y cremas. Incluso los aditivos que confieren al material su resistencia y mayor conductividad térmica pueden obtenerse de la cáscara de arroz.

En el estudio actual, el equipo describe los pasos que se siguen para crear la estructura del material y cómo los distintos productos químicos se influyen mutuamente. Para ello, el equipo contó con el apoyo de un grupo de investigadores dirigido por la profesora Kirsten Bacia de la MLU, que utilizó la microscopía de fluorescencia para visualizar el mecanismo. "Los conocimientos que estamos adquiriendo pueden utilizarse para seguir optimizando el material y para producirlo potencialmente a escala industrial", afirma Felix Marske, que impulsó el desarrollo como parte de su doctorado con Thomas Hahn. Hasta ahora, el material sólo se produce en pequeñas cantidades en el laboratorio. En el futuro, podrá combinarse con otras medidas para ayudar a que los edificios sean mucho más eficientes energéticamente o para refrigerar pasivamente los sistemas fotovoltaicos y las baterías, aumentando así su eficiencia.

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Publicación original

Marske F., Dasler J., Haupt C., Bacia K., Hahn T., Enke D. Influence of surfactants and organic polymers on monolithic shape-stabilized phase change materials synthesized via sol-gel route. Journal of Energy Storage (2022)

https://www.quimica.es/noticias/1175464/almacenamiento-de-calor-los-cientificos-desarrollan-un-material-estable-eficiente-y-ecologico.html