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Pesquisadores do SPECIFIC Innovation and Knowledge Center e do programa COATED M2A da Swansea University colaboraram com a University of Bath para fazer um avanço inovador na pesquisa de armazenamento térmico, desenvolvendo um novo material eficiente que é facilmente escalável e pode ser dimensionado e moldado para caber em vários formulários.
Publicado no Jornal de Ciência de Materiaiso material foi feito com alginato, um derivado de algas marinhas barato, abundante e não tóxico.
O processo começa com a dissolução do alginato de sódio em água. Em seguida, adiciona-se grafite expandido e escolhe-se um método de gelificação:
O primeiro método é obtido pela transferência da solução para um molde para congelamento. Após serem mantidas a – 20°C por mais de duas horas, as esferas são formadas e transferidas para uma solução saturada de cloreto de cálcio.
O segundo utiliza a técnica drop-cast, com a mistura sendo despejada no sal de cálcio termoquímico, causando gelificação ao contato.
Uma vez que tenha ocorrido difusão salina suficiente, as esferas sintetizadas são filtradas e secas a 120°C.
Em comparação com o material de suporte anterior da SPECIFIC, a vermiculita, os grânulos à base de alginato de ambos os métodos oferecem uma melhoria notável na capacidade de armazenamento de calor.
Os novos grânulos esféricos apresentam maior capacidade de sal, atingindo até quatro vezes mais densidade de energia do que o carreador de vermiculita. Isso é facilitado por seu empacotamento eficiente em um leito fixo que mantém um bom fluxo de ar. Como resultado, o novo material pode atingir a mesma capacidade de armazenamento de energia térmica em apenas um quarto do volume.
Jack Reynolds, que liderou a pesquisa como parte de seu doutorado na Swansea University, explica:
“A capacidade de recuperar e armazenar calor desperdiçado de várias fontes, incluindo operações industriais e o sol do verão, apresenta uma excelente oportunidade na busca por recursos de energia sustentáveis e acessíveis. Nosso novo material de armazenamento de calor marca um passo significativo na realização deste potencial.”
Jonathon Elvins, bolsista sênior de transferência de tecnologia e coautor, acrescentou:
“A SPECIFIC continua comprometida em impulsionar a inovação em tecnologia de armazenamento térmico e colaborar ativamente com parceiros da indústria e pesquisadores em todo o mundo para acelerar a transição para um futuro mais verde e sustentável”.
“Para explorar novas aplicações para esta tecnologia mais recente, estamos nos preparando para um teste na siderúrgica Trostre da Tata Steel UK para investigar formas de capturar calor residual de processos industriais para uso em outros lugares.”
A pesquisa no Centro de Inovação e Conhecimento SPECIFIC e COATED M2A foi financiada pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional por meio do governo galês, o Fundo Social Europeu por meio do governo galês, o Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC) e a Tata Steel UK. Contou ainda com o apoio do Centro de Investigação e Inovação em Descarbonização Industrial.
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