science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers patenteren een nanovloeistof die de warmtegeleiding verbetert

Groep meerfasige vloeistoffen. Krediet:Àlex Pérez

Onderzoekers van de Universitat Jaume I (UJI) hebben een nanovloeistof ontwikkeld en gepatenteerd die de thermische geleidbaarheid bij temperaturen tot 400 ° C verbetert zonder uit te gaan van een verhoging van de kosten of een verbouwing van de infrastructuur. Deze vooruitgang heeft belangrijke toepassingen in sectoren zoals de chemische, petrochemie en energie, waardoor het een nuttige technologie wordt in alle industriële toepassingen met behulp van warmteoverdrachtsystemen zoals zonne-energiecentrales, kerncentrales, krachtcentrales met gecombineerde cyclus en verwarming, onder meer. De nanovloeistof ontwikkeld door de onderzoeksgroep Multiphase Fluids van de UJI is de eerste die kan werken bij hoge temperaturen (tot 400°C), en het biedt verbeterde thermische geleidbaarheidseigenschappen (een toename tot 30%) van bestaande warmteoverdrachtsvloeistoffen.

De gepatenteerde warmtewisselingsvloeistof voor toepassingen bij hoge temperaturen heeft ook het voordeel dat het geen afbreuk doet aan andere relevante variabelen, zoals de stabiliteit van de vloeistof bij hoge temperaturen. Door deze eigenschap kan het worden gebruikt in de huidige faciliteiten, zonder dat er aanpassingen aan de infrastructuur nodig zijn om deze aan te passen. De kosten van deze nieuwe nanovloeistof (waaraan nanodeeltjes worden toegevoegd om de warmtegeleiding te verbeteren en te verbeteren) zijn vergelijkbaar met die van de basisvloeistof, aangezien zowel de nanodeeltjes als de gebruikte stabilisatoren goedkoop zijn. Al deze eigenschappen maken het geschikt voor industriële toepassingen die gebruikmaken van warmtetransmissie-/uitwisselingssystemen. De docent Fluids Mechanics aan de UJI, José Enrique Juliá Bovalar, verklaart dat, na het testen van de thermische eigenschappen van de nanovloeistof en het patenteren van deze nieuwe technologie, de onderzoeksgroep is begonnen met het zoeken naar industriële partners om ofwel de nanovloeistof aan hen over te dragen ofwel met wie samen toepassingen kunnen worden onderzocht en ontwikkeld.

Warmtewisselingsvloeistoffen zijn vloeistoffen die worden gebruikt om warmte te transporteren in een aantal industriële toepassingen. Deze vloeistoffen worden gebruikt om energie in de vorm van warmte te transporteren vanaf het punt waar de warmte wordt gegenereerd (branders, kernen van kernreactor, zonneparken, enz.) aan het systeem dat het gaat gebruiken (thermische opslagsystemen, stoomgeneratoren, chemische reactoren, enzovoort.). De meest gebruikte thermische vloeistoffen zijn water, ethyleenglycol, thermische oliën en gesmolten zouten. Een kenmerk dat ze allemaal gemeen hebben, volgens Julia, is "hun lage thermische geleidbaarheid, dat is wat de efficiëntie beperkt van de warmtewisselingssystemen die ze gebruiken. De technologie die we bij de UJI hebben ontwikkeld, overwint deze beperkingen en verhoogt de thermische geleidbaarheid door een exacte hoeveelheid nanodeeltjes bestaande uit koolstof en andere additieven toe te voegen aan de basisvloeistof (difenyl/difenyloxide), met behoud van het oorspronkelijke bereik van bedrijfstemperaturen van de basisvloeistof, die kan variëren van 15°C tot 400°C". wordt het mogelijk om verhogingen tot 30% in de thermische geleidbaarheid van de basisvloeistof te verkrijgen. Dit alles wordt bereikt zonder afbreuk te doen aan de stabiliteit van de vloeistof en met een matige toename van de viscositeit, wat betekent dat het geen problemen geeft met pompen, het neerslaan van nanodeeltjes of het verstoppen van leidingen.

José Enrique Juliá Bovalar. Krediet:Àlex Pérez

Eindelijk, Juliá merkt op dat de methode die wordt gebruikt om de nanovloeistof te produceren gemakkelijk schaalbaar is tot industrieel niveau, aangezien het niet nodig is om significante veranderingen aan te brengen in de faciliteit waar de basisvloeistof wordt gebruikt. In aanvulling, de ontwikkelde nanovloeistof is gebaseerd op een warmteoverdrachtsolie (difenyl/difenyloxide) die veel wordt gebruikt in de industrie, en het verhoogt de kosten niet omdat zowel de gebruikte nanodeeltjes als de gebruikte stabilisatoren overvloedig zijn, goed bereikbaar en goedkoop.