Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas e seus colaboradores estão desenvolvendo um dessecante polimérico de secagem rápida que poderia desumidificar edifícios usando pelo menos 30% menos energia do que os sistemas convencionais de ar condicionado.



O material termorresponsivo dos pesquisadores absorve a umidade do ar e seca rapidamente quando exposto a baixo calor, disse o Dr. Shuang (Cynthia) Cui, investigador principal e professor assistente de engenharia mecânica na Escola de Engenharia e Ciência da Computação Erik Jonsson.

Cui prevê que dentro do sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado de um edifício, o dessecante cobriria um cilindro giratório e absorveria a umidade do ar durante parte da rotação. Então, à medida que a estrutura gira, o material cheio de água passaria por um estágio de regeneração que o expõe a baixo calor para remover a umidade absorvida. O ciclo se repetiria continuamente.

“Nosso objetivo é desenvolver o dessecante para ajudar a desumidificar e resfriar edifícios de forma mais eficiente do que os sistemas convencionais de ar condicionado e reduzir significativamente as emissões de carbono”, disse Cui. "É imperativo melhorar a eficiência energética da desumidificação. A desumidificação eficiente do ar representa uma excelente oportunidade para reduzir o uso de energia e as emissões de gases com efeito de estufa para facilitar o movimento de sustentabilidade e descarbonização para combater as alterações climáticas."

Os aparelhos de ar condicionado e os ventiladores eléctricos representam 20% do total de electricidade utilizada nos edifícios em todo o mundo, e espera-se que a procura aumente, de acordo com a Agência Internacional de Energia. A desumidificação do ar quente pode consumir metade ou mais da energia de um ar condicionado.

O dessecante termorresponsivo pode tornar o ar condicionado mais eficiente em termos energéticos, separando os processos de desumidificação e remoção de calor e melhorando as etapas que mais consomem energia. Por exemplo, ao contrário dos sistemas de ar condicionado tradicionais, um sistema que utilize o dessecante não necessitaria de arrefecer as serpentinas a baixas temperaturas para condensar a humidade do ar como parte do processo de desumidificação. Além disso, em contraste com um ar condicionado tradicional, o dessecante provavelmente não precisaria ser aquecido a altas temperaturas para evaporar a umidade coletada.

Cui e pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável, onde Cui trabalhou anteriormente, publicaram um estudo detalhando a estrutura ideal do polímero em Materiais Energéticos Avançados . Os pesquisadores continuam a otimizar a estrutura para ajudá-la a absorver mais umidade e, ao mesmo tempo, secar rapidamente com baixo consumo de energia.

Stefan disse que ela e os pesquisadores de seu laboratório estão desenvolvendo uma série de polímeros termorresponsivos para determinar quais fórmulas funcionam melhor. Ela disse que está impressionada com o trabalho de Cui na aplicação do polímero termorresponsivo normalmente usado em aplicações de distribuição de medicamentos para construir desumidificação.

"A criatividade do Dr. Cui em trazer esses polímeros termorresponsivos para esta nova aplicação é incrível", disse Stefan.

Stefan também disse que a colaboração de Cui com um parceiro da indústria é fundamental para garantir que a pesquisa terá um impacto no mundo real.

"A pesquisa do Dr. Cui é muito orientada para aplicações", disse Stefan. “Ela quer fazer a diferença e, com sua parceria na indústria, levará o polímero termorresponsivo para o próximo nível.”

Mais informações: Paul W. Meyer et al, Arquiteturas de polímeros projetados para dessecantes termorresponsivos em aplicações de desumidificação, Materiais energéticos avançados (2023). DOI:10.1002/aenm.202300990
Informações do diário: Materiais Energéticos Avançados

Fornecido pela Universidade do Texas em Dallas