Via: ACR
International. Calor residual industrial muitas vezes não pode ser reutilizado devido à sua baixa temperatura. Um novo material desenvolvido na Universidade de Kiel, na Alemanha, agora permite seu uso em sistemas de resfriamento que respeitam o meio ambiente no setor de construção.
Considera-se que os dispositivos de refrigeração consomem muita energia, em que os refrigerantes poluidores ainda são utilizados, mesmo após a proibição dos clorofluorcarbonetos (CFCs). Uma alternativa ecológica são os sistemas que usam a água. Uma equipe de pesquisa do Instituto de Química Inorgânica da Universidade de Kiel, juntamente com o Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE em Freiburg, desenvolveu um material altamente poroso, com o qual esses sistemas de resfriamento podem operar com menos energia elétrica do que antes O calor residual não utilizado anteriormente, por exemplo, de sistemas de aquecimento urbano, data centers ou calor de coletores solares térmicos poderia ser usado para isso. Os resultados foram publicados recentemente na revista Advanced Materials.
Os datacenters, em particular, são verdadeiras fábricas de energia: como um efeito colateral de suas operações, os computadores de alto desempenho produzem muito calor e, portanto, devem ser continuamente resfriados. Como tal, eles causam altos custos de energia e energia, enquanto ao mesmo tempo emitem calor residual não utilizado no ambiente; sua temperatura é muito baixa para outros usos. Teoricamente, no entanto, isso poderia ser usado para operar sistemas de resfriamento com eficiência energética, que usam água como refrigerante (os chamados resfriadores acionados por adsorção). Para isso, o material usado deve ser capaz de absorver muita água e regenerar nas temperaturas mais baixas possíveis.
Resfriamento ecológico e econômico
O material poroso, desenvolvido pelo Professor Norbert Stock do Instituto de Química Inorgânica e seu grupo de trabalho, atende a esses requisitos. Deste modo, partes do processo de arrefecimento dos refrigeradores accionados por adsorção podem ser operados utilizando apenas a energia térmica desperdiçada existente ou os sistemas solares térmicos. “Isso também pode dar uma contribuição importante para o uso de energia renovável”, disse Stock. Para sistemas ecológicos como este, o material tem duas vantagens principais: “Os sistemas consomem menos energia e podemos produzir o material de forma ecológica”, explicou o químico inorgânico.
Nestes resfriadores acionados por adsorção, o efeito de resfriamento ocorre quando o calor do ambiente é extraído pela evaporação da água. As moléculas de vapor de água são depositadas nas cavidades de um material poroso, chamadas de sorventes, isto é, adsorvidas por ele. Na próxima fase regenerativa, o material é seco pela aplicação de energia térmica. As moléculas de água armazenadas são liberadas, liquefeitas e podem evaporar novamente no próximo ciclo. O material também pode ser usado novamente.
Estruturas metálicas orgânicas altamente porosas proporcionam interações ideais
Os sorventes usados nos sistemas de resfriamento são geralmente zeólitos cristalinos ou sílica gel, que podem facilmente absorver água devido à sua estrutura. O material da equipe de pesquisa exibe propriedades de sorção particularmente boas: ele pode absorver muita água muito rapidamente e também liberá-la rapidamente de novo, mesmo em um aumento de baixa temperatura. O material está pronto para ser usado novamente rapidamente. “Isso é possível graças ao tamanho ideal dos poros no material e sua perfeita interação com as moléculas de água”, disse Stock. A estrutura cristalina altamente porosa de “CAU-10-H”, que é o nome oficial do material, nomeado após o local de desenvolvimento, o número da versão e a abreviação de hidrogênio, é um exemplo de uma estrutura de metal orgânico ( MOF). Eles foram testados em uma ampla gama de áreas de aplicação nos últimos anos.
Da pesquisa fundamental à aplicação prática
O grupo de trabalho Kiel já procura a descoberta de novos MOFs há muito tempo, mas anteriormente apenas como pesquisa puramente fundamental. Para a transferência para uma aplicação industrial, eles trabalharam com colegas do ISE Fraunhofer para revestir os trocadores de calor disponíveis comercialmente com o seu material. “O estudo do trocador de calor em condições relacionadas à aplicação mostra o alto potencial do material”, disse o Dr. Stefan Henninger, do ISE. No laboratório, o material já pode ser produzido em quilogramas sob condições de reação suaves, isto é, a uma temperatura de 100 ° C com água como solvente (“síntese verde”). “Para produzir o material para uso industrial em maior escala, nosso próximo passo é entrar em contato com outras empresas”, disse Stock. Eles já solicitaram uma patente para seu método de produção.
Fonte: ACR | www.pt.acrlatinoamerica.com
Postado por: Frigocenter | www.frigocenter.com.br
