Alto rendimiento de refrigeración en una bomba de calor electrocalórica de doble bucle

Área de la Ciencia:

• La termodinámica
• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los sistemas de refrigeración por compresión de vapor consumen mucha energía y se basan en refrigerantes que afectan al medio ambiente.
• Los materiales electrocalóricos en estado sólido (EC) ofrecen una alternativa potencial para un enfriamiento eficiente y sostenible.
• Los dispositivos de refrigeración de la CE anteriores se han enfrentado a desafíos para lograr un rendimiento comercialmente competitivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar un enfriador electrocalórico de alto rendimiento.
• Para evaluar la potencia de refrigeración, el rango de temperatura y la eficiencia del dispositivo CE.
• Evaluar la viabilidad del enfriamiento CE como sustituto de la tecnología de compresión de vapor.

Principales métodos:

• Fabricación de un enfriador electrocalórico utilizando materiales avanzados de estado sólido.
• Pruebas experimentales bajo campos eléctricos aplicados moderados (10 V/μm).
• Medición del rango de temperatura, la potencia de refrigeración y el coeficiente de rendimiento (COP).

Principales resultados:

• Ha alcanzado una temperatura máxima de 20.9 Kelvin.
• Se ha demostrado una potencia de refrigeración máxima de 4,2 vatios.
• Alcanzó un COP máximo del 64% de la eficiencia Carnot, teniendo en cuenta la recuperación de energía y el bombeo de fluidos.

Conclusiones:

• El refrigerador electrocalórico desarrollado muestra un potencial significativo para la competitividad comercial.
• El enfriamiento electrocalórico es una alternativa viable y prometedora a los sistemas convencionales de compresión de vapor.
• Una mayor investigación y desarrollo podría conducir a la adopción generalizada de la tecnología de refrigeración de la CE.