PID2024 SMASHCool

La refrigeració és un dels assoliments clau del segle XX, vital per a la vida moderna. Permet conservar aliments i productes farmacèutics, refrigerar centres de dades i bateries, i regular la temperatura en el transport i els edificis.

No obstant això, el nostre planeta s’està escalfant a causa de les emissions de gasos d’efecte d’hivernacle, i els refrigeradors actuals utilitzen gasos fluorats de compressió de vapor que contribueixen significativament a aquest problema.

Per contra, els sistemes de calefacció depenen en gran manera de tecnologies dominades pels combustibles fòssils, que satisfan més del 60% de la demanda energètica.

En aquest context, la calefacció i la refrigeració en estat sòlid es perfilen com una alternativa disruptiva, eficient des del punt de vista energètic i respectuosa amb el medi ambient.

Aquest enfocament innovador es basa en l’efecte calòric, una resposta tèrmica fonamental que mostren els materials quan se’ls aplica un estímul extern.

SMASHCool se centra en la recerca fonamental sobre materials calòrics i multicalòrics innovadors. S’orienta cap a la diversitat de materials i té com a objectiu descobrir materials per a la pròxima generació de refrigeració calòrica d’estat sòlid.

En aquest projecte, investigarem materials que actuen com a refrigerants quan se sotmeten a estímuls externs, incloent en general camps mecànics, elèctrics i magnètics.

L’estudi es durà a terme tant des d’un punt de vista experimental com teòric, combinant mesures de laboratori amb models físics avançats i càlculs des de primers principis. L’objecte és comprendre els mecanismes microscòpics que governen les propietats calorífiques d’aquests materials.

Prestarem especial atenció a l’anomenat efecte multicalòric, que aprofita les respostes de refredament impulsades per múltiples camps aplicats.

El projecte PID2024 SMASHCool obre dues línies d’investigació i objectius:

Millorar el rendiment i ampliar les aplicacions dels materials mecanocalòrics:

Els materials mecanocalòrics poden despuntar mitjançant el refinament de les seves geometries i els components de tensió mecànica, la qual cosa conduirà a propietats millorades més adequades per a les aplicacions.

Maximitzar la refrigeració mitjançant l’optimització de les condicions de funcionament de múltiples estímuls externs:
Els efectes multicalòrics poden utilitzar-se per a optimitzar el rendiment de refredament d’un material. L’acoblament del magnetisme o la polarització elèctrica amb l’estructura del material és fonamental i una variable pràctica per al disseny de materials multicalòrics.

El projecte SMASHCool dona continuïtat al projecte PID2020-113549RB-I00 titulat «Materials calòrics i multicalòrics avançats per a una refrigeració eficient i neta».

En aquest projecte, es dissenyaran i implementaran noves tècniques experimentals que permetin el seu funcionament en un ampli rang de temperatures, en atmosferes controlades o en buit (especialment a baixes temperatures), incorporant nous modes mecànics com la torsió o l’estirament biaxial, i els elèctrodes optimitzats.

SMASHCool està destinat a realitzar importants contribucions a la generació de coneixement científic i tècnic en el camp dels materials calòrics, amb la finalitat d’acostar-los a aplicacions reals en refrigeració, calefacció i gestió tèrmica.

El projecte aprofundirà la comprensió de la comunitat científica sobre els mecanismes fonamentals que subjeuen als efectes calòrics, amb especial èmfasi en els camps emergents dels materials mecanocalòrics i multicalòrics.

Abasta, per naturalesa, una àmplia gamma de materials i sistemes, no sols donant continuïtat a les línies de recerca existents, sinó també obrint noves i innovadores.