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<\/p>\nEl postdoc del MIT, Grace Han, maneja un nuevo compuesto qu\u00edmico que podr\u00eda proporcionar una alternativa al combustible al funcionar como un tipo de bater\u00eda t\u00e9rmica.\u00a0Los investigadores del MIT crean material para una “bater\u00eda” de calor qu\u00edmico que podr\u00eda liberar su energ\u00eda a demanda.<\/p>\n
En grandes partes del mundo en desarrollo, las personas tienen abundante calor del sol durante el d\u00eda, pero la mayor\u00eda de las cocciones se llevan a cabo m\u00e1s tarde cuando el sol est\u00e1 bajo, usando combustible, como madera, maleza o esti\u00e9rcol, que se recolecta con tiempo y esfuerzo.<\/p>\n
Ahora, un nuevo compuesto qu\u00edmico desarrollado por investigadores del MIT podr\u00eda proporcionar una alternativa.\u00a0Podr\u00eda usarse para almacenar el calor del sol o de cualquier otra fuente durante el d\u00eda en un tipo de bater\u00eda t\u00e9rmica, y podr\u00eda liberar el calor cuando sea necesario, por ejemplo para cocinar o calentar despu\u00e9s del anochecer.<\/p>\n
Un enfoque com\u00fan para el almacenamiento t\u00e9rmico es usar lo que se conoce como material de cambio de fase (PCM), donde el calor de entrada derrite el material y su cambio de fase, de s\u00f3lido a l\u00edquido, almacena energ\u00eda.\u00a0Cuando el PCM vuelve a enfriarse por debajo de su punto de fusi\u00f3n, vuelve a ser un s\u00f3lido, en cuyo punto la energ\u00eda almacenada se libera en forma de calor.\u00a0Hay muchos ejemplos de estos materiales, incluidas ceras o \u00e1cidos grasos utilizados para aplicaciones a baja temperatura, y sales fundidas que se usan a altas temperaturas.\u00a0Pero todos los PCM actuales requieren una gran cantidad de aislamiento, y atraviesan esa temperatura de cambio de fase sin control, perdiendo su calor almacenado relativamente r\u00e1pido.<\/p>\n
En cambio, el nuevo sistema usa interruptores moleculares que cambian de forma en respuesta a la luz;\u00a0cuando se integra en el PCM, la temperatura de cambio de fase del material h\u00edbrido puede ajustarse con luz, permitiendo que la energ\u00eda t\u00e9rmica del cambio de fase se mantenga incluso por debajo del punto de fusi\u00f3n del material original.<\/p>\n
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Esta configuraci\u00f3n de l\u00e1mpara LED azul se utiliza para activar la descarga de calor de pel\u00edculas a gran escala de materiales de cambio de fase.(Melanie Gonick \/ MIT)<\/em><\/p>\n Los nuevos hallazgos, escritos por postdocs del MIT Grace Han y Huashan Li y el profesor Jeffrey Grossman, se publican esta semana en la revista\u00a0Nature Communications<\/em>\u00a0.<\/p>\n “El problema con la energ\u00eda t\u00e9rmica es que es dif\u00edcil mantenerla”, explica Grossman.\u00a0As\u00ed que su equipo desarroll\u00f3 lo que son esencialmente complementos para materiales de cambio de fase tradicionales, o “peque\u00f1as mol\u00e9culas que experimentan un cambio estructural cuando la luz brilla sobre ellas”. El truco era encontrar una manera de integrar estas mol\u00e9culas con materiales PCM convencionales para liberar la energ\u00eda almacenada como calor, a pedido.\u00a0“Hay tantas aplicaciones donde ser\u00eda \u00fatil almacenar energ\u00eda t\u00e9rmica de una manera que te permita disparar cuando sea necesario”, dice.<\/p>\n Los investigadores lograron esto combinando los \u00e1cidos grasos con un compuesto org\u00e1nico que responde a un pulso de luz.\u00a0Con esta disposici\u00f3n, el componente sensible a la luz altera las propiedades t\u00e9rmicas del otro componente, que almacena y libera su energ\u00eda.\u00a0El material h\u00edbrido se derrite cuando se calienta y, despu\u00e9s de exponerlo a la luz ultravioleta, se derrite incluso cuando vuelve a enfriarse.\u00a0Luego, cuando se dispara por otro pulso de luz, el material se vuelve a solidificar y devuelve la energ\u00eda t\u00e9rmica de cambio de fase.<\/p>\n “Al integrar una mol\u00e9cula activada por la luz en la imagen tradicional del calor latente, agregamos un nuevo tipo de perilla de control para propiedades como fusi\u00f3n, solidificaci\u00f3n y sobreenfriamiento”, dice Grossman, que es el Profesor Morton and Claire Goulder and Family en Sistemas medioambientales, as\u00ed como profesor de ciencia e ingenier\u00eda de materiales.<\/p>\n El material de almacenamiento de energ\u00eda t\u00e9rmica activado por UV muestra la cristalizaci\u00f3n r\u00e1pida y la descarga de calor con la luz visible (LED azul).\u00a0(Grupo Grossman en el MIT)<\/em><\/p>\n El sistema podr\u00eda hacer uso de cualquier fuente de calor, no solo solar, dice Han.\u00a0“La disponibilidad de calor residual est\u00e1 muy extendida, desde los procesos industriales hasta el calor solar, e incluso el calor que sale de los veh\u00edculos, y por lo general solo se desperdicia”. Aprovechar parte de ese desperdicio podr\u00eda proporcionar una forma de reciclar ese calor para aplicaciones \u00fatiles.<\/p>\n “Lo que estamos haciendo t\u00e9cnicamente”, explica Han, “es instalar una nueva barrera de energ\u00eda, para que el calor almacenado no pueda liberarse inmediatamente”. En su forma almacenada qu\u00edmicamente, la energ\u00eda puede permanecer por largos per\u00edodos hasta que se active el activador \u00f3ptico.\u00a0En sus versiones iniciales de laboratorio a peque\u00f1a escala, mostraron que el calor almacenado puede permanecer estable durante al menos 10 horas, mientras que un dispositivo de tama\u00f1o similar que almacena calor directamente lo disipar\u00eda en unos pocos minutos.\u00a0Y “no hay una raz\u00f3n fundamental por la que no se pueda ajustar para ir m\u00e1s alto”, dice Han.<\/p>\n En el sistema de prueba de concepto inicial, “el cambio de temperatura o sobreenfriamiento que alcanzamos para este material de almacenamiento t\u00e9rmico puede ser de hasta 10 grados C (18 F), y esperamos que podamos ir m\u00e1s alto”, dice Grossman.<\/p>\n Bajo un microscopio de campo oscuro, el entorno a microescala muestra que el r\u00e1pido crecimiento del cristal puede monitorearse f\u00e1cilmente.(Grupo Grossman en el MIT)<\/em><\/p>\n Ya, en esta versi\u00f3n, “la densidad de energ\u00eda es bastante significativa, a pesar de que estamos utilizando un material de cambio de fase convencional”, dice Han.\u00a0El material puede almacenar alrededor de 200 julios por gramo, que dice que es “muy bueno para cualquier material org\u00e1nico de cambio de fase”. Y ya, “la gente ha mostrado inter\u00e9s en usar esto para cocinar en la India rural”, dice ella.\u00a0Dichos sistemas tambi\u00e9n podr\u00edan usarse para secar cosechas agr\u00edcolas o para calentar espacios.<\/p>\n “Nuestro inter\u00e9s en este trabajo fue mostrar una prueba de concepto”, dice Grossman, “pero creemos que existe un gran potencial para utilizar materiales activados por la luz para secuestrar las propiedades de almacenamiento t\u00e9rmico de los materiales de cambio de fase”.<\/p>\n “Esta es una investigaci\u00f3n altamente creativa, donde la clave es que los cient\u00edficos combinen un material de cambio de fase impulsado t\u00e9rmicamente con una mol\u00e9cula fotoconmutada, para construir una barrera de energ\u00eda para estabilizar el almacenamiento de energ\u00eda t\u00e9rmica”, dice Junqiao Wu, profesor de ciencia de materiales y ingenier\u00eda en la Universidad de California en Berkeley, que no particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n.\u00a0“Creo que el trabajo es importante, ya que ofrece una forma pr\u00e1ctica de almacenar energ\u00eda t\u00e9rmica, que ha sido un reto en el pasado”.<\/p>\n El trabajo fue apoyado por el Centro Tata de Tecnolog\u00eda y Dise\u00f1o dentro de la Iniciativa de Energ\u00eda del MIT.<\/p>\n Fuente:<\/strong> MIT<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El postdoc del MIT, Grace Han, maneja un nuevo compuesto qu\u00edmico que podr\u00eda proporcionar una alternativa al combustible al funcionar como un tipo de bater\u00eda t\u00e9rmica.\u00a0Los investigadores del MIT crean material para una “bater\u00eda” de calor qu\u00edmico que podr\u00eda liberar su energ\u00eda a demanda.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":7753,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[82],"tags":[],"class_list":["post-7752","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-energias-alternas"],"yoast_head":"\n![\"\"](\"http:\/\/news.mit.edu\/sites\/mit.edu.newsoffice\/files\/crystallization.gif\")
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