Estudio de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos para refrigeración respetuosa con el medioambiente

Abstract

[Resumen]: En las últimas décadas los estudios ambientales vienen advirtiendo de los daños que los seres humanos estamos haciendo al planeta. En este trabajo y de una manera intencionalmente divulgativa, se hace una revisión de una de las múltiples causas de contaminación, la relacionada con los procesos de refrigeración, empezando desde una perspectiva general de la situación medioambiental de los últimos años para seguidamente centrarse en el problema en cuestión. Desde mediados del siglo pasado sabemos que los gases usados en estos sistemas son dañinos para el ser humano y para el planeta, por lo que es necesario encontrar sustitutos viables lo antes posible. Una de las alternativas más prometedoras está basada en el uso de materiales calóricos, materiales en estado sólido que presentan grandes cambios térmicos inducidos por la aplicación de un estímulo externo y que pueden usarse para refrigeración. Dentro de ellos generan gran interés los llamados materiales barocalóricos, así llamados porque presentan este comportamiento cuando el estímulo externo aplicado es una presión isostática. Históricamente estas propiedades se habían explorado en sustancias inorgánicas, pero el efecto calórico presentado no cumplía con las necesidades de los sistemas de refrigeración convencionales ya que, entre otras cosas, necesitaban de presiones muy elevadas. Desde hace poco tiempo el estudio de estas propiedades se ha abierto a una nueva familia de materiales, las conocidas como perovskitas híbridas orgánicas-inorgánicas, con resultados muy prometedores, como presiones de trabajo más cercanas a las necesidades del mercado. En este proyecto se ha realizado una revisión bibliográfica y contextualización de quiénes son y qué supone el descubrimiento de perovskitas híbridas barocalóricas. Y se presenta un posible candidato para el estudio de sus propiedades como potencial material barocalórico: la perovskita híbrida [(CH3)3NOH]2[KFe(CN)6], realizando una iniciación a la preparación y caracterización de dicho compuesto.

[Resumo]: Nas últimas décadas os estudos ambientais advirten do dano que os seres humanos estamos a facer no planeta. Neste traballo e de xeito intencionadamente divulgativo, faise unha revisión dunha das múltiples causas de contaminación, a relacionada cos procesos de refrixeración, partindo dunha perspectiva xeral da situación ambiental dos últimos anos e logo centrándose no problema. en cuestión. Desde mediados do século pasado sabemos que os gases empregados nestes sistemas son prexudiciais para os humanos e o planeta, polo que é necesario atopar substitutos viables canto antes. Unha das alternativas máis prometedoras baséase no uso de materiais calóricos, materiais de estado sólido que presentan grandes cambios térmicos inducidos pola aplicación dun estímulo externo e que se poden usar para refrixeración. Dentro xeran un gran interese deles os chamados materiais barocalóricos, así chamado porque presentan este comportamento cando o estímulo externo aplicado é unha presión isostática. Historicamente estas propiedades foran exploradas en substancias inorgánicas, pero o efecto calórico presentado non satisfacía as necesidades dos sistemas de refrixeración convencionais xa que, entre outras cousas, requirían presións moi altas. Desde fai pouco tempo o estudo destas propiedades abriuse a unha nova familia de materiais, as coñecidas como perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas, con resultados moi prometedores, como presións de traballo máis próximas ás necesidades do mercado. Neste proxecto levouse a cabo unha revisión bibliográfica e contextualización de quen son e que implica o descubrimento das perovskitas híbridas barocalóricas. E preséntase un posible candidato para o estudo das súas propiedades como potencial material barocalórico: a perovskita híbrida [(CH3)3NOH]2[KFe(CN)6], realizando unha iniciación á preparación e caracterización do devandito composto.

[Abstract]: In recent decades, environmental studies have warned of the damage that we are doing to the planet. This work presents a review, with an intentional science communication tone for the non-expert audience, made about one of the multiple causes of pollution and the one related to refrigeration processes, starting from a general perspective of the environmental situation in recent years and then focusing on the problem in question. Since the middle of the last century we have known that the gases used in these systems are harmful to humans and the planet, and it is therefore necessary to find viable substitutes as soon as possible. One of the most promising alternatives is based on the use of caloric materials, materials in a solid state that present large thermal changes induced by the application of an external stimulus and that can be used for cooling. Among them, the so-called barocaloric materials generate great interest, so called because they present this behavior when the external stimulus applied is an isostatic pressure. Historically these properties had been explored in inorganic compounds, but the caloric effect presented did not meet the needs of conventional cooling systems because they required very large applied pressures, among other drawbacks. Recently the study of these properties has been opened to a new family of materials, known as organic-inorganic hybrid perovskites, with very promising results, such as working pressures closer to market needs. In this project, a bibliographical review and contextualization of who they are and what the discovery of barocaloric hybrid perovskites entails has been carried out. And a possible candidate for the study of its properties as a potential barocaloric material is presented: the hybrid perovskite [(CH3)3NOH]2[KFe(CN)6], making an initiation to the preparation and characterization of this compound.