p O calor residual da indústria muitas vezes não pode ser utilizado devido à sua baixa temperatura. Com este material, ele pode ser usado em sistemas de refrigeração ambientalmente corretos, por exemplo, no campo da tecnologia de construção. A equipe de pesquisa de Kiel apresentará seu material e suas aplicações na Hannover Messe 2018. p Dispositivos de resfriamento são considerados bebedores de energia, em que refrigerantes poluentes ainda são usados, mesmo após a proibição dos clorofluorcarbonos (CFCs). Uma alternativa ambientalmente correta são os sistemas que usam água. Uma equipe de pesquisa do Instituto de Química Inorgânica da Universidade de Kiel, junto com o Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE em Freiburg, desenvolveu um material altamente poroso, com os quais esses sistemas de resfriamento podem ser operados usando menos energia elétrica do que antes. Calor residual não utilizado anteriormente, por exemplo. de sistemas de aquecimento urbano, centros de dados, ou o calor de coletores solares térmicos pode ser usado para isso. Os resultados foram publicados recentemente na revista Materiais avançados .

p Os data centers, em particular, são verdadeiras fábricas de energia:como efeito colateral de suas operações, computadores de alto desempenho produzem muito calor, e, portanto, deve ser resfriado continuamente. Como tal, eles causam altos custos de energia e energia, ao mesmo tempo em que libera calor residual não utilizado para o meio ambiente - sua temperatura é muito baixa para outros usos. Teoricamente, Contudo, isso poderia ser usado para operar sistemas de resfriamento com baixo consumo de energia, que usam água como refrigerante (os chamados chillers acionados por adsorção). Para fazer isso, o material usado deve ser capaz de absorver muita água e se regenerar nas temperaturas mais baixas possíveis.

p Resfriamento ecologicamente correto e com economia de recursos

p O material poroso, desenvolvido pelo Professor Norbert Stock do Instituto de Química Inorgânica e seu grupo de trabalho, cumpre esses requisitos. Desta forma, partes do processo de resfriamento de chillers acionados por adsorção podem ser operados usando apenas a energia do calor residual existente ou dos sistemas solares térmicos. “Isso também pode dar uma contribuição importante para o uso de energias renováveis, "disse Stock. Para sistemas ecológicos como este, o material tem duas vantagens principais:" Os sistemas consomem menos energia, e podemos produzir o material de maneira ecologicamente correta, "explicou o químico inorgânico.

p Nestes chamados chillers acionados por adsorção, o efeito de resfriamento ocorre quando o calor ambiente é extraído pela evaporação da água. As moléculas de vapor d'água são depositadas nas cavidades de um material poroso, chamados sorventes, ou seja, adsorvido por ele. Na fase regenerativa seguinte, o material é seco pela aplicação de energia térmica. As moléculas de água armazenadas são liberadas, liquefazer e pode ser evaporado novamente no próximo ciclo. O material também pode ser usado novamente.

p Os sorventes usados ​​em sistemas de resfriamento são geralmente zeólitas cristalinas ou géis de sílica, que podem absorver água facilmente devido à sua estrutura. O material da equipe de pesquisa exibe propriedades de sorção particularmente boas:pode absorver muita água muito rapidamente, e também solte-o rapidamente de novo - mesmo com um pequeno aumento na temperatura. O material está, portanto, rapidamente pronto para ser usado novamente. "Isso é possível devido ao tamanho ideal dos poros do material, e sua interação perfeita com as moléculas de água, "explicou Stock. A estrutura de cristal altamente porosa de" CAU-10-H - que é o nome oficial do material, com o nome do local de desenvolvimento, número da versão e a abreviatura de hidrogênio - é um exemplo de estrutura orgânica metálica (MOF). Eles foram testados em uma ampla gama de áreas de aplicação nos últimos anos.

p Da pesquisa fundamental à aplicação prática

p O grupo de trabalho de Kiel já busca a descoberta de novos MOFs há muito tempo - mas anteriormente apenas como pesquisa fundamental pura. Para transferência para uma aplicação industrial, eles trabalharam com colegas do Fraunhofer ISE para revestir trocadores de calor disponíveis comercialmente com seu material. "A pesquisa do trocador de calor em condições relacionadas à aplicação mostra o alto potencial do material", disse o Dr. Stefan Henninger do ISE. No laboratório, o material já pode ser produzido em quantidades de quilograma sob condições de reação moderadas, isto é, a uma temperatura de 100 ° C com água como solvente ("síntese verde"). “Para produzir o material para uso industrial em maior escala, nosso próximo passo é entrar em contato com outras empresas, "disse Stock. Já pediram a patente do método de produção.