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Proyectos de investigación

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Almacenamiento térmico latente con mezclas eutécticas de base urea

XVIII Concurso Nacional para la Adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Álvaro Campos Celador

Centro de investigación o Institución: Universidad del País Vasco (UPV-EHU).

Sinopsis

La investigación desarrollada en este cuarto año se ha centrado en dos ámbitos: aumento de la conductividad térmica de los sistemas de almacenamiento y estabilidad de las mezclas de urea y nitrato sódico.

En relación al aumento de la conductividad térmica, se ha seguido trabajando con el composite de grafito expandido y PCM desarrollado durante el segundo año. A pesar de que el composite presenta unos niveles de fuga muy bajos para el caso del aire, se consideró conveniente recubrir el mismo para evitar el arrastre del PCM en los casos en los que se trabaje con agua como fluido de trabajo. Para ello, se hizo acopio de distintos materiales susceptibles de tener un buen rendimiento bajo lámina de agua, a altas temperaturas (70º) y al contacto con el PCM (parafina), para ser utilizados como recubrimiento. Teniendo esto en cuenta se seleccionaron los siguientes materiales: resinas epoxi, siliconas, banda butílica, spray de teflón seco y spray de zinc. Se recubrieron muestras prismáticas de composite con cada uno de los materiales seleccionados, y se ensayaron en cámara climática con el fin de tener unos resultados preliminares. Las muestras cuyos recubrimientos no presentaban degradación tras esta prueba: resinas epoxi, banda butílica y el zinc galvanizado, se han ensayado el prototipo desarrollado durante el segundo año de proyecto, sin mostrar fugas de PCM.

En el ámbito de la estabilidad de las mezclas, se realizó un estudio completo de la degradación a la temperatura máxima de trabajo (muestras degradadas durante periodos de hasta 1 año). Adicionalmente, se midieron las características térmicas de las muestras degradadas mediante Calorimetría Diferencial de Barrido, análisis de la composición mediante Cromatografía Líquida, Difracción de Rayos X e Infrarrojos. Para estudiar la segregación de fases de la mezcla eutéctica tras ser sometida a ciclos de fusión/cristalización en tubos con una masa de PCM de aproximadamente 4 gramos, se han llevado a cabo ensayos de caracterización: reversibilidad, comportamiento ante diferentes velocidades de enfriamiento y disposición vertical u horizontal. Además, se prepararon muestras en láminas delgadas en diferentes condiciones de enfriamiento, y se analizaron por microscopía (PLM y SEM) para determinar las microestructuras que se forman. Por último, se ha realizado una caracterización del sobreenfriamiento de la mezcla eutéctica de urea y nitrato de sodio y polietilenglicol 10000, en diferentes condiciones térmicas. Se utilizó el software R para tratar los datos y obtener las variables más relevantes para describir el fenómeno y crear modelos que permitan predecir el fenómeno en los materiales estudiados. 

 

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