Universidade de Huelva desenvolve novo fluido de mudança de fase para ampliar faixa de temperatura operacional

De acordo com pt.wedoany.com-O Departamento de Engenharia Química da Universidade de Huelva (UHU), em colaboração com o Centro de Pesquisa em Tecnologia de Produtos e Processos Químicos (Pro2TecS), desenvolveu um novo fluido de armazenamento térmico baseado em emulsão Pickering não aquosa, capaz de melhorar a capacidade de armazenamento de calor em sistemas solares térmicos e na gestão térmica industrial.

Os fluidos de armazenamento térmico tradicionais utilizam principalmente água como base, limitados pelo ponto de ebulição de 100°C. A equipe substituiu a água por polietilenoglicol 400 (PEG 400) como fase contínua, ampliando significativamente a faixa de temperatura operacional. Os resultados foram publicados na revista Thermal Science and Engineering Progress sob o título "Efeito da concentração de nanopartículas em emulsões Pickering de parafina não aquosa em PEG400 para armazenamento eficiente de energia térmica" (Effect of nanoparticle concentration on non-aqueous paraffin pickering emulsions in PEG400 for efficient thermal energy storage).

O fluido utiliza parafina com ponto de fusão entre 58 e 60°C como fase dispersa, armazenando energia por meio do processo de mudança de fase: ao aquecer, a parafina derrete e absorve calor; ao resfriar, solidifica e libera calor. Nanopartículas de sílica atuam como estabilizantes, envolvendo as gotículas de parafina e formando uma barreira física que impede a coalescência, eliminando a necessidade de surfactantes tradicionais. Essa estabilidade é crucial para a aplicação do material em circuitos de troca térmica, tanques ou redes de tubulações.

A equipe avaliou diferentes formulações com concentrações de sílica variando de 0,10% a 3%. Os testes mostraram que maiores teores de nanopartículas geram gotículas menores e aumentam a estabilidade da emulsão. Após múltiplos ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento, as gotículas de parafina mantiveram sua integridade estrutural e distribuição uniforme, sem perda significativa de capacidade de armazenamento térmico.

Os pesquisadores destacam que a tecnologia pode ser aplicada em sistemas solares térmicos, recuperação de calor residual industrial, sistemas de ar condicionado e transporte e armazenamento de produtos sensíveis à temperatura. Em comparação com outros materiais à base de parafina, sua capacidade de armazenamento térmico é equivalente, mas a faixa de temperatura operacional mais ampla proporcionada pela base não aquosa confere maior flexibilidade de aplicação.

O estudo recebeu financiamento do programa EMERGIA do governo da Andaluzia, do Ministério da Ciência, Inovação e Universidades da Espanha, da Agência Nacional de Pesquisa e do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER). A próxima etapa da equipe é validar o desempenho do material em condições operacionais reais em uma planta piloto da Universidade de Huelva, visando promover soluções que aumentem a eficiência energética e reduzam a dependência de combustíveis fósseis.