Mejorando el Almacenamiento de Energía Térmica: Investigación del Uso de Nanopartículas de Grafeno en Materiales de Cambio de Fase para Aplicaciones Sostenibles

La adopción de materiales de cambio de fase (MCP) para el almacenamiento de energía térmica en entornos de baja y media temperatura está experimentando un notable aumento. Sin embargo, la menor conductividad térmica (CT) representa un desafío notable para las capacidades de transferencia y almacenamiento de calor de los MCP. Una de las soluciones destacadas para aumentar la CT es la incorporación de nanopartículas en el MCP. No obstante, las nanopartículas a menudo se agrupan después de varios ciclos debido a una mala compatibilidad y débil resistencia interfacial. Se han propuesto métodos de funcionalización para abordar este problema, ofreciendo un rendimiento mejorado para aplicaciones de almacenamiento de energía. En este trabajo, las nanopartículas de grafeno (NG) y las nanopartículas de grafeno funcionalizadas (NGF) se dispersan en el MCP A70 en fracciones de masa que van del 0.1 al 1.0 % en peso utilizando un método de dos pasos. El análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier confirma la integración exitosa de NGF en el MCP A70 sin alterar sus características químicas. La adición de 1.0 % en peso de NGF al MCP A70 aumenta su CT en un 140.88 %, con solo una disminución del 3.02 % en la entalpía de calor latente. Sin embargo, la incorporación de NG pura (1.0 % en peso) mejora la CT en un 48.83 %. Los nano-MCP diseñados exhiben estabilidad térmica y química robusta incluso después de someterse a 1000 ciclos térmicos, permaneciendo sin cambios hasta 414.64 °C. Esta excepcional estabilidad hace que el MCP nanoenriquecido formulado sea adecuado para aplicaciones térmicas sostenibles.