Búsqueda de nuevas aplicaciones para nanomateriales porosos con cambios de temperatura inducidos por presión

Abstract

[Resumen] Hoy en día la refrigeración representa el 20% del consumo de energía global y por tanto una fuente muy importante de gases de efecto invernadero. Además, estas tecnologías utilizan actualmente de gases refrigerantes con alto potencial de calentamiento global,como gases fluorados. Para evitarlo se están sustituyendo por CO2, pero no es una alternativa definitiva debido a las limitaciones intrínsecas de esta última sustancia (como la alta presión de trabajo o la existencia de un punto crítico). Según investigaciones recientes, algunos nanomateriales porosos, al trabajar con CO2, suprimen las limitaciones de este gas manteniendo su capacidad refrigerante. Teniendo en cuenta todo esto y con el objetivo de desarrollar nuevas tecnologías, este TFG se centra en analizar el funcionamiento y aplicabilidad de dos nanomateriales porosos refrigerantes con efecto “respiro-calórico”: El MIL-53(Al) y el MOF-508b. Para ello se estudia la posibilidad de ofrecer una alternativa a los refrigerantes actuales y se analizan los sistemas de ciertos sectores emergentes como el automotriz y la refrigeración personal. De mi estudio concluyo que estos nanomateriales pueden suplir algunas carencias de los refrigerantes actuales y abren las puertas a la implementación de sistemas novedosos de refrigeración en ausencia de una fuente de energía eléctrica de alta potencia.

[Resumo] Hoxe a refrixeración representa o 20% do consumo mundial de enerxía e, polo tanto, é unha fonte moi importante de gases de efecto invernadoiro. Ademais, estas tecnoloxías requiren o uso de materiais con alto potencial global de cemento. Para evitalo, estes materiais refrixerantes están sendo substituídos por CO2, pero non é unha alternativa definitiva polas limitacións intrínsecas deste material (como a alta presión de traballo ou a existencia dun punto crítico). Segundo investigacións recentes, algúns nanomateriais porosos, ao traballar con CO2, eliminan as limitacións deste gas mantendo a súa capacidade de refrixeración. Tendo en conta isto e co obxecto de desenvolver novas tecnoloxías, este TFG centrarase na análise do funcionamento e aplicabilidade de dous nanomateriais porosos: MIL-53(Al) e MOF-508b. Para iso estudarase a posibilidade de ofrecer unha alternativa aos actuais materiais frigoríficos e analizaranse os sistemas de determinados sectores emerxentes como a automoción e a refrixeración persoal. Estes nanomateriais permiten cubrir algunhas carencias dos actuais materiais de refrixeración e abren a porta á implantación de novos sistemas ante a ausencia dunha fonte de enerxía eléctrica de gran potencia.

[Abstract] Nowadays, refrigeration accounts for 20% of global energy consumption and is a significant source of greenhouse gases. Additionally, these technologies currently use refrigerants with high global warming potential. To avoid this, they are being replaced by CO2, but it is not a definitive alternative due to the intrinsic limitations of this material (such as high working pressure or the existence of a critical point). According to recent research, some porous nanomaterials, when working with CO2, suppress the limitations of this gas while maintaining its refrigerant capacity. Taking all this into account and with the aim of developing new technologies, this TFG will focus on analyzing the functionality and applicability of two porous nanomaterials: MIL-53(Al) and MOF-508b. For that, the possibility of offering an alternative to current refrigerants is studied, and the systems of certain emerging sectors such as automotive and personal refrigeration are analyzed. From my study, I conclude that these nanomaterials can compensate for some deficiencies of current refrigerants and open the door to the implementation of innovative refrigeration systems in the absence of a highpower electrical energy source.