Cristales líquidos para almacenamiento de energía

Abstract

El almacenamiento de energía térmica es un elemento clave en la gestión de procesos térmicos, especialmente en los relacionados con tecnologías renovables en los que se necesita tanto flexibilidad como capacidad de suministro. En procesos en los que se emplea vapor de agua, basados en procesos de condensación/evaporación, el almacenamiento isotérmico y la consecuente liberación de energía es el planteamiento más adecuado. Para ello se necesitan materiales que presenten cambios de estado en los que se almacene el calor latente a temperaturas cercanas a las condiciones de trabajo (aproximadamente desde 140 a 340 ºC). Aunque se han probado diferentes materiales sólidos de cambio de fase (PCM) con este objetivo, no se ha encontrado ninguno que pueda utilizarse de forma óptima debido a que la baja efectividad del mecanismo de transferencia de calor. Este hecho hace que se necesiten dispositivos para mejorar esa transferencia que encarece el coste del proceso. Con el propósito de solventar estos problemas, el trabajo aborda el uso de cristales líquidos como materiales alternativos para el almacenamiento de energía. La elección de este tipo de sistemas se ha hecho teniendo en cuenta que estos compuestos muestran transiciones de fase entre fases fluidas que pueden absorber y liberar energía a temperatura constante, manteniendo al mismo tiempo su fluidez. Además, los cristales líquidos aptos para esta aplicación deben tener, en principio, temperaturas de transición (por ejemplo la temperatura de aclaramiento) próximas a la temperatura del vapor saturado con el que se opera, así como altas entalpías de transición. También, hay que tener en cuenta que una ventaja importante para usar compuestos mesógenos como materiales de almacenamiento térmico, es que el mecanismo de transmisión del calor es principalmente la convección, lo cual permite una potencia constante durante la descarga. En este trabajo se han estudiado tres tipos de materiales, N, N (n-alcanoil-2,3,5,6 tetrametilbenceno 1,4 diamina), ácidos 4- (n-alcoxi) benzoicos y ácidos 4’ (n-alcoxi)- 4 bifenil carboxílicos.