Cristales líquidos para almacenamiento de energía

Abstract

El almacenamiento de energía térmica es la etapa fundamental y clave en la gestión de procesos térmicos, sobretodo, los relacionados con la energía solar (plantas termosolares), un tipo de energía renovable que está teniendo hoy en día un gran empuje en cuanto a investigación se refiere. En una planta termosolar, donde se emplean procesos basados en la condensación/evaporación de agua, el almacenamiento isotérmico y la constante liberación de energía son primordiales para un buen rendimiento y eficacia de dicha planta. 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 (entre 140ºC y 340ºC). A pesar de que se han probado multitud de materiales solidos de cambio de fase (PCM) con tal objetivo, no se ha llegado a encontrar ninguno que sea lo suficientemente eficaz, debido al mecanismo de transferencia de calor. Por ello, se necesitan nuevos materiales que mejoren esta transferencia para optimizar el proceso. Por ello, este trabajo está dirigido al uso de cristales líquidos como materiales alternativos para el almacenamiento de energía, lo cual se ha comenzado a estudiar muy recientemente. La elección de estos sistemas se ha hecho teniendo en cuenta las transiciones que puedan presentar entre fases fluidas una absorción y liberación de energía a temperatura constante. Además, los cristales líquidos aptos para esta aplicación deben de tener, en principio, transiciones próximas a la temperatura del vapor de agua saturado con el que se opera, así como altas entalpias de transición. Además, una ventaja importante asociada al uso de 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 cuatro tipos de materiales derivados de trifenilo: 4´´(n-alcoxi)-4trifenilcarboxilato de etilo, ácidos 4´´(n-alcoxi)-4-trifenilcarboxílico, 4´´(n-alcoxi)-4 trifenilcarboxilato de 1-amino-1-oxopropan-2-ilo, y 4´´(n-alcoxi)-4-trifenilcarboxilato de 1-cianoetilo. En todos los casos se han preparado los derivados con cadenas alcoxi de 4 y 8 carbonos respectivamente.