Material de algas marinhas armazena quatro vezes mais calor para reutilização

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/08/2023

As bolotas podem armazenar quatro vezes mais calor por volume do que a melhor opção disponível hoje.
[Imagem: Swansea University]

Reciclagem de calor

No que está sendo considerado um avanço marcante no campo do armazenamento térmico, pesquisadores desenvolveram um novo material capaz de armazenar calor para reutilização posterior.

Além de fazer isto com elevada eficiência, o material pode ser facilmente produzido em larga escala e em qualquer tamanho, além de poder ser moldado para atender a diferentes aplicações.

O material foi fabricado a partir do alginato, um derivado das algas marinhas que é barato, abundante e não tóxico.

"A capacidade de recuperar e armazenar calor desperdiçado de várias fontes, incluindo operações industriais e o sol de 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," disse o professor Jack Reynolds, da Universidade de Swansea, no País de Gales.

"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," anunciou o professor Jonathon Elvins, membro da equipe.

Técnica de obtenção do material termoabsorvente.
[Imagem: Jack Reynolds et al. - 10.1007/s10853-023-08370-1]

Quatro vezes melhor que vermiculita

O processo de fabricação do material termoabsorvente começa com a dissolução do alginato de sódio em água e a adição de grafite expandido. A seguir é necessário fazer um processo de gelificação, que pode seguir um de dois métodos.

O primeiro método envolve derramar a solução em um molde para congelamento. Após mantido a -20°C por duas horas, formam-se esferas que são transferidas para uma solução saturada de cloreto de cálcio.

O segundo método utiliza uma técnica de formação de filme por derramamento do material em uma superfície plana (drop-cast), com a mistura sendo despejada em 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, e o material está pronto.

Os novos grânulos esféricos apresentam maior capacidade de retenção de sal, o que permite que ele atinja até quatro vezes mais densidade de energia do que o carreador de calor mais usado hoje, à base de vermiculita. Como resultado, o novo material pode atingir a mesma capacidade de armazenamento de energia térmica em apenas um quarto do volume.

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