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La batería de esponja térmica reduce las cargas de enfriamiento
Una esponja térmica a base de biocarbón almacena calor durante el día y lo libera durante la noche, lo que reduce la energía de refrigeración en más de un 50 %.
A medida que aumentan las temperaturas globales, los edificios enfrentan crecientes demandas de refrigeración, lo que ejerce presión sobre los sistemas energéticos y aumenta el consumo de electricidad.Los materiales convencionales ofrecen un almacenamiento térmico limitado, lo que obliga a depender del aire acondicionado que consume mucha energía para mantener condiciones interiores confortables.Se necesitan materiales de almacenamiento térmico eficientes y escalables para reducir el uso de energía y suavizar las fluctuaciones de temperatura.
Investigadores de la Universidad de Yonsei han desarrollado EMBC16, un compuesto de “esponja térmica” que funciona como una batería térmica compacta para edificios.El material almacena el exceso de calor durante el día y lo libera a medida que bajan las temperaturas, protegiendo los ambientes interiores contra el calor extremo y reduciendo el uso anual de energía de refrigeración en un 54%, al tiempo que reduce la demanda general de refrigeración en un 24,3%.
El material logra un aumento del 223% en el almacenamiento de energía en comparación con los compuestos de arcilla simples, almacenando 121,3 julios por gramo.Su conductividad térmica es un 78 % mayor y demuestra estabilidad a largo plazo con más del 95,9 % de retención de capacidad después de 1000 ciclos de calentamiento y enfriamiento y menos del 2,2 % de fuga de su componente de parafina.El compuesto se fabrica mediante la infusión de hexadecano en una estructura porosa tridimensional de biocarbón y arcilla de montmorillonita, diseñada para ofrecer una gran superficie y una transferencia de calor eficiente.
Las características clave de la investigación incluyen:
Alto almacenamiento de energía de 121,3 J/g, 223% por encima de los compuestos de arcilla.
Conductividad térmica mejorada un 78 % para una transferencia de calor más rápida
Durabilidad a largo plazo: 95,9% de retención de capacidad después de 1000 ciclos
Baja fuga de material de cambio de fase de parafina (<2.2%)
Estructura biomineral utilizando biocarbón y arcilla montmorillonita.
Dimberu G. Atinafu, quien dirigió este trabajo de investigación, dice: "Al diseñar un marco de soporte más ecológico para la parafina, podemos capturar más calor, moverlo de manera más eficiente y hacerlo con materiales provenientes de biomasa y minerales terrestres".