PID2024 SMASHCool

La refrigeración es uno de los logros clave del siglo XX, vital para la vida moderna. Permite conservar alimentos y productos farmacéuticos, refrigerar centros de datos y baterías, y regular la temperatura en el transporte y los edificios.

Sin embargo, nuestro planeta se está calentando a causa de las emisiones de gases de efecto invernadero, y los refrigeradores actuales utilizan gases fluorados de compresión de vapor que contribuyen significativamente a este problema.

Por otro lado, los sistemas de calefacción dependen en gran medida de tecnologías dominadas por los combustibles fósiles, que satisfacen más del 60% de la demanda energética.

EEn este contexto, la calefacción y la refrigeración en estado sólido se perfilan como una alternativa disruptiva, eficiente desde el punto de vista energético y respetuosa con el medio ambiente.

Este enfoque innovador se basa en el efecto calórico, una respuesta térmica fundamental que muestran los materiales cuando se les aplica un estímulo externo.

SMASHCool se centra en la investigación fundamental sobre materiales calóricos y multicalóricos innovadores. Se orienta hacia la diversidad de materiales y tiene como objetivo descubrir materiales para la próxima generación de refrigeración calórica de estado sólido.

En este proyecto, investigaremos materiales que actúan como refrigerantes cuando se someten a estímulos externos, incluyendo en general campos mecánicos, eléctricos y magnéticos.

El estudio se llevará a cabo tanto desde un punto de vista experimental como teórico, combinando medidas de laboratorio con modelos físicos avanzados y cálculos basados en principios fundamentales. El objetivo es comprender los mecanismos microscópicos que rigen las propiedades térmicas y mecánicas de estos materiales.

Prestaremos especial atención al llamado efecto multicalórico, que aprovecha las respuestas de enfriamiento impulsadas por múltiples campos aplicados.

Mejorar el rendimiento y ampliar las aplicaciones de los materiales mecanocalóricos:

Los materiales mecanocalóricos pueden despuntar mediante el refinamiento de sus geometrías y los componentes de tensión mecánica, lo cual conducirá a propiedades mejoradas más adecuadas para las aplicaciones.

Maximizar la refrigeración mediante la optimización de las condiciones de funcionamiento de múltiples estímulos externos:
Los efectos multicalóricos pueden utilizarse para optimizar el rendimiento de enfriamiento de un material. El acoplamiento del magnetismo o la polarización eléctrica con la estructura del material es fundamental y una variable práctica para el diseño de materiales multicalóricos.

El proyecto SMASHCool da continuidad al proyecto PID2020-113549RB-I00 titulado «Materiales calóricos y multicalóricos avanzados para una refrigeración eficiente y limpia».

En este proyecto, se diseñarán e implementarán nuevas técnicas experimentales que permitan su funcionamiento en un amplio rango de temperaturas, en atmósferas controladas o en vacío (especialmente a bajas temperaturas), incorporando nuevos modos mecánicos como la torsión o el estiramiento biaxial, y los electrodos optimizados.

El proyecto profundizará la comprensión de la comunidad científica sobre los mecanismos fundamentales que subyacen a los efectos calóricos, con especial énfasis en los campos emergentes de los materiales mecanocalóricos y multicalóricos.

Alcanza, por naturaleza, una amplia gama de materiales y sistemas, no solo dando continuidad a las líneas de investigación existentes, sino también abriendo nuevas e innovadoras.