Batería térmica portátil fototérmica impulsada por movimiento segmentario de polímeros, cambio de fase sólido-sólido...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Almacenamiento de Energía
• Química de Polímeros

Sus antecedentes:

• Las baterías térmicas requieren materiales para una carga solar eficiente y alta densidad de energía/potencia.
• Los materiales existentes a menudo enfrentan compensaciones entre la densidad de energía y la densidad de potencia.
• Necesidad de materiales estables y reutilizables para el almacenamiento de energía de cambio de fase.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un compuesto polimérico híbrido para la carga solar térmica directa.
• Lograr simultáneamente alta densidad de energía y potencia en un material de almacenamiento térmico.
• Crear una solución portátil de almacenamiento térmico para el confort personalizado.

Principales métodos:

• Entrecruzamiento en un solo recipiente de polietilenglicol (PEG) con un marco de poliestireno co-alcohol alílico en presencia de óxido de grafeno (GO).
• Caracterización mediante difracción dependiente de la temperatura y espectroscopía de RMN.
• Fabricación de un parche portátil que incorpora el compuesto GO-PTP.

Principales resultados:

• El compuesto resultante de óxido de grafeno incorporado poli (etilenglicol)-diisocianato de tolueno-poli (estireno-co-alcohol alílico) (GO-PTP) muestra una transición de fase reversible (323-333 K) con una entalpía de 121 J/g.
• La incorporación de GO mejoró la conductividad térmica (2,5 veces) y permitió la carga fototérmica directa (eficiencia del 97%).
• Se logró una alta densidad de energía (50 Wh/kg) y densidad de potencia (129 W/kg) con ciclos estables (>300 ciclos), superando los objetivos del DoE.

Conclusiones:

• El compuesto GO-PTP supera la exclusividad mutua de alta densidad de energía y potencia para el almacenamiento térmico.
• El material demuestra potencial para la carga solar directa y un rendimiento estable a largo plazo.
• Los parches portátiles hechos de GO-PTP ofrecen carga solar rápida para la comodidad térmica personalizada.