Oficina CEER
 14-06-2017
INVESTIGADORES DA UDC DESCOBREN UN NOVO SISTEMA DE REFRIXERACIÓN

• Investigadores do grupo QUIMOLMAT, da Facultade de Ciencias, e de PROTERM, da Escola Politécnica Superior, publican o traballo na prestixiosa revista Nature Communications.

• Os científicos propoñen o uso de materiais calóricos como alternativa aos gases de refrixeración, perigosos e contaminantes.

• A proposta, barata e non contaminante, permitiría facer sistemas de refrixeración máis compactos e eficientes, moi útiles nos dispositivos electrónicos.

A Coruña, 7 de xuño de 2017.- Os investigadores Juan M. Bermúdez García, Manuel Sánchez Andújar e Socorro Castro García, do grupo Química Molecular e de Materiais, QUIMOLMAT, da Facultade de Ciencias, con sede no Centro de Investigacións Científicas Avanzadas (CICA), e Jorge López Beceiro e Ramón Artiaga, do grupo de investigación Propiedades térmicas e reolóxicas dos materiais, PROTERM, da Escola Politécnica Superior, xunto coa catedrática María Antonia Señarís Rodríguez, do grupo QUILMOMAT e directora do traballo, acaban de publicar na prestixiosa revista Nature Communications o artigo “Efecto barocalórico xigante na perovskita híbrida orgánica-inorgánica [TPrA][Mn(dca)3] baixo presións facilmente accesibles”. Catro dos seis investigadores, incluída a directora do traballo, son docentes no Mestrado Universitario en Materiais Complexos: Análise Térmica e Reoloxía que imparte conxuntamente a UDC e a Université Paris Diderot.

As sociedades actuais e a vida cotián non se conciben sen sistemas eficientes de refrixeración que permitan conseguir temperaturas que estean por debaixo das ambientais. De feito, a refrixeración (de alimentos, bebidas, medicinas, equipos electrónicos, locais comerciais, vivendas, vehículos, etc.) representa xa arredor do 20% do consumo enerxético mundial e todo indica que a demanda de enerxía para este sector vai aumentar considerablemente nas próximas décadas. O traballo que acaban de publicar os investigadores da Universidade da Coruña en Nature Communications enmárcase na temática de busca de novos materiais que permitan desenvolver tecnoloxías alternativas aos sistemas de refrixeración actuais. Estes últimos baséanse na compresión/expansión dun fluído que conleva un intercambio (absorción/ liberación de calor), que é o que permite que funcionen os frigoríficos, por exemplo. E aínda que é unha tecnoloxía madura, relativamente barata, adoece dunha serie de inconvenientes, en especial, a súa relativamente baixa eficiencia e a perigosidade, toxicidade e carácter contaminante dos gases usados no proceso de compresión. Neste sentido, cabe lembrar os clorofluorocarbonos (CFC) que se utilizaron como gases refrixerantes ata que se descubriu que contribuían á destrución da capa de ozono e se restrinxiu o seu uso, e que foron substituídos por hidroclorofluorocarbonos, HCFCs, e hidrofluorocarbonos, HFCs, que resultaron ser gases que contribúen ao efecto invernadoiro polo que a Unión Europea vai prohibir o seu uso en refrixeración a partir do 2020 (EU Regulation No 517/2014).

Unha das alternativas máis prometedoras aos gases de refrixeración encontraríase nos denominados materiais calóricos: substancias sólidas (en vez de fluídos) que experimenten grandes cambios térmicos cando se lles apliquen estímulos externos, tales como presión (sendo entón materiais barocalóricos), campo magnético (materiais magnetocalóricos), ou campo eléctrico (materiais electrocalóricos).

O seu uso en novas tecnoloxías de refrixeración permitiría prescindir dos gases perigosos e contaminantes, utilizando simplemente materiais sólidos, que son máis fáciles de manipular, recuperar e/ou reciclar; facer sistemas de refrixeración máis compactos e eficientes, moi demandados, por exemplo, para a refrixeración de dispositivos electrónicos; e eliminar os ineficientes e ruidosos compresores actuais, reducindo as perdas enerxéticas e os molestos ruídos mecánicos. Non obstante, coñécense relativamente pouco sólidos –naturais ou sintéticos- que pertenzan a algunha destas categorías. E actualmente os máis prometedores e nos que se investiu o maior esforzo son un reducido grupo de materiais que presentan efectos magnetocalóricos xigantes e serían a base da denominada refrixeración magnética. Sen embargo, o feito de que para funcionar requiran da aplicación de campos magnéticos e que estean baseados en materiais magnéticos bastante caros, moitos deles aliaxes que conteñen terras raras, dificultan a súa implementación para aplicacións industriais e comerciais. O descubrimento que acaban de publicar os investigadores da Coruña e Ferrol na revista Nature Communications é que un composto sintético pertencente a unha nova familia de materiais denominados “híbridos orgánicos-inorgánicos” presenta un efecto barocalórico xigante cerca de temperatura ambiente e baixo presións facilmente accesibles.

Este descubrimento é importante porque é o primeiro exemplo de dito comportamento en compostos híbridos orgánicos-inorgánicos, familia na que nunca con anterioridade se buscaran propiedades barocalóricas. O descubrimento indica que é moi posible que haxa outros compostos entre eles que tamén presenten propiedades barocalóricas. Por iso ábrese un gran horizonte de posibilidades en novos materiais para sistemas de refrixeración alternativos aos utilizados actualmente.

Ademais, a capacidade de refrixeración deste composto resulta moi elevada e similar ou mellor que a dos mellores materiais barocalóricos, magnetocalóricos e electrocalóricos que se coñecían ata agora, mesmo baixo a aplicación de presións relativamente baixas, o que é moi favorable de cara a súa aplicación práctica. O novo composto, con propiedades tan destacadas, destaca tamén por ser relativamente barato e non contaminante. Para os investigadores da UDC, este descubrimento é importante ademais “porque somos capaces de relacionar e explicar a orixe desta propiedade tan destacada baseándonos no coñecemento de cómo están ordenados os átomos na súa estrutura cristalina”. Este coñecemento, permite, aseguran os científicos, “deducir os ingredientes clave que deben de posuír outros compostos para tamén poder presentar este comportamento tan destacado, o que proporciona unha guía moi valiosa na busca de novos materiais barocalóricos con mellores prestacións”. Finalmente, o equipo multidisciplinar de investigación resaltou “o valor especial do estudo deste material nos laboratorios de QUILMOMAT na Facultade de Ciencias e do CICA, na Coruña, en colaboración cos do grupo PROTERM na Escola Politécnica Superior (en Ferrol), e que o descubrimento e investigación sexa 100 % UDC”.

Acceso directo ao traballo: http://rdcu.be/taRg

Fonte: udc.es