Notícies
Inici  >  Notícies > Avenços per a l’aplicació de nanofluids en sistemes d’emmagatzematge...

Avenços per a l’aplicació de nanofluids en sistemes d’emmagatzematge d’energia

Imatges de termografies d’infraroigs durant el procés d’escalfament de la mostra de nanofluid (esquerra) i el fluid base (dreta). En les imatges de la 15 a la 24 es mostra com en el nanofluid apareixen regions a una temperatura més baixa, tot i l’augment del flux de calor.

Imatges de termografies d’infraroigs durant el procés d’escalfament de la mostra de nanofluid (esquerra) i el fluid base (dreta). En les imatges de la 15 a la 24 es mostra com en el nanofluid apareixen regions a una temperatura més baixa, tot i l’augment del flux de calor.

26/04/2021

Recerca

Els sistemes d’emmagatzematge d’energia són tecnologies clau per aconseguir la transició cap a les energies renovables, que es poden fer més viables si es millora l’eficiència energètica d’aquest emmagatzematge. Actualment, més del 70 % dels sistemes d’energia solar concentrada tenen integrat un emmagatzematge d’energia tèrmica (TES). Aquest tipus de centrals van assolir una capacitat instal·lada de 4,5 GW a finals del 2019. Per millorar l’eficiència energètica d’aquests sistemes, és essencial la recerca i la innovació en el camp dels materials. En aquest context, els nanofluids han creat moltes expectatives, ja que aquest nou tipus de fluids presenta un augment anormal de la seva capacitat calorífica, que pot ser un 30 % superior al valor del fluid base gràcies a la incorporació d’una baixa concentració de nanopartícules. Aquesta millora de les propietats tèrmiques permet augmentar el sistema de densitat energètica.

En un article publicat recentment a Scientific Reports, un equip del Centre de Disseny i Optimització de Processos i Materials (DIOPMA) i de l’Institut de Química Teòrica i Computacional de la UB (IQTCUB) ha demostrat experimentalment per primera vegada els principals fenòmens implicats en l’increment anormal de la capacitat calorífica dels nanofluids. A més de canviar la manera d’entendre aquests materials, els resultats de l’estudi representen un avenç per a la seva aplicació.

Els nanofluids són una opció prometedora per a una gran varietat de tecnologies, incloent-hi els sistemes d’emmagatzematge tèrmic. «L’ús de nanofluids podria augmentar l’eficiència de la central solar concentrada i reduir els costos associats al procés d’emmagatzematge tèrmic», explica la catedràtica Inés Fernández, del Departament de Ciència dels Materials i Química Física.

Tot i el gran potencial dels nanofluids, encara estem lluny d’entendre algunes de les seves característiques fonamentals, com per exemple la seva estabilitat. D’altra banda, les discrepàncies observades en valors experimentals i valors simulats de les seves propietats termofísiques no són de gran ajuda. Per tant, és necessari crear un marc teòric que ens ajudi a optimitzar els nanofluids i a aprofitar-ne el potencial. «Aquest treball ens dona una explicació sobre l’augment anòmal de la capacitat calorífica dels nanofluids de nitrat de sodi, cosa que permetrà avançar en la ciència dels nanofluids i les seves aplicacions industrials», afegeix Adela Svobodova, primera autora de l’estudi.

Per aconseguir informació sobre el mecanisme que hi ha darrere d’aquest augment de la capacitat tèrmica dels nanofluids, l’equip de recerca va utilitzar diferents mètodes de caracterització, com la termografia d’infraroigs, l’espectroscòpia infraroja i la calorimetria diferencial de rastreig (DSC). Mitjançant la termografia infraroja, els investigadors de la UB van establir que hi ha regions del nanofluid que presenten gradients de temperatura elevats. Aquests gradients sorgeixen de la formació d’interfícies líquid-sòlid entre les superfícies de nanopartícules i el fluid base, a causa de l’aparició d’una capa superficial a temperatures més altes. La formació d’interfícies líquid-sòlid influeix directament en l’augment de la capacitat tèrmica del sistema, cosa que permet emmagatzemar més energia tèrmica.

Article de referència

A. Svobodova Sedlackova, A. Calderón, C. Barreneche, P. Gamallo i A. I. Fernández. «Understanding the abnormal thermal behavior of nanofluids through infrared thermography and thermo physical characterization». Scientific Reports, 2021. Doi: 10.1038/s41598-021-84292-9
 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • ??? peu.flickr.alt ???
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona