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Bateria de esponja térmica reduz cargas de resfriamento
Uma esponja térmica à base de biochar armazena calor durante o dia e o libera à noite, reduzindo a energia de resfriamento em mais de 50%.
À medida que as temperaturas globais aumentam, os edifícios enfrentam crescentes exigências de refrigeração, colocando pressão sobre os sistemas energéticos e aumentando o consumo de eletricidade.Os materiais convencionais oferecem armazenamento térmico limitado, forçando a dependência de ar condicionado com uso intensivo de energia para manter condições internas confortáveis.Materiais de armazenamento térmico eficientes e escalonáveis são necessários para reduzir o uso de energia e suavizar as flutuações de temperatura.
Pesquisadores da Universidade Yonsei desenvolveram o EMBC16, um composto de “esponja térmica” que funciona como uma bateria térmica compacta para edifícios.O material armazena o excesso de calor durante o dia e o libera à medida que as temperaturas caem, protegendo os ambientes internos contra o calor extremo e reduzindo o uso anual de energia de resfriamento em 54%, ao mesmo tempo em que reduz a demanda geral de resfriamento em 24,3%.
O material atinge um aumento de 223% no armazenamento de energia em comparação com compósitos simples de argila, armazenando 121,3 joules por grama.Sua condutividade térmica é 78% maior e demonstra estabilidade a longo prazo com mais de 95,9% de retenção de capacidade após 1.000 ciclos de aquecimento e resfriamento e menos de 2,2% de vazamento de seu componente de parafina.O compósito é feito pela infusão de hexadecano em uma estrutura porosa 3D de biochar e argila montmorilonita, projetada para alta área superficial e transferência de calor eficiente.
As principais características da pesquisa incluem:
Armazenamento de alta energia de 121,3 J/g, 223% acima dos compósitos de argila
Condutividade térmica 78% melhorada para transferência de calor mais rápida
Durabilidade a longo prazo: retenção de capacidade de 95,9% após 1.000 ciclos
Baixo vazamento de material de mudança de fase de parafina (<2.2%)
Estrutura biomineral usando biochar e argila montmorilonita
Dimberu G. Atinafu, que liderou este trabalho de pesquisa, afirma: “Ao projetar uma estrutura de suporte mais ecológica para a parafina, podemos capturar mais calor, movê-lo de forma mais eficiente e fazê-lo com materiais provenientes de biomassa e minerais terrestres”.