Forskere patenterer en nanofluid, der forbedrer varmeledningsevnen

Forskere ved Universitat Jaume I (UJI) har udviklet og patenteret en nanofluid, der forbedrer termisk ledningsevne ved temperaturer op til 400°C uden at antage en stigning i omkostningerne eller en ombygning af infrastrukturen. Dette fremskridt har vigtige anvendelser i sektorer som kemiske, petrokemi og energi, bliver dermed en nyttig teknologi i alle industrielle applikationer ved hjælp af varmeoverførselssystemer såsom solenergianlæg, atomkraftværker, kombinerede kraftværker og varme, blandt andet. Nanofluiden udviklet af Multiphase Fluids-forskningsgruppen ved UJI er den første, der er i stand til at arbejde ved høje temperaturer (op til 400°C), og det tilbyder forbedrede varmeledningsegenskaber (en stigning på op til 30%) af eksisterende varmeoverførselsvæsker.

Varmevekslervæsken til højtemperaturapplikationer, der er patenteret, har også den fordel, at den ikke kompromitterer andre relevante variabler, såsom væskens stabilitet ved høje temperaturer. Denne egenskab gør det muligt at bruge det i nuværende faciliteter, uden at det er nødvendigt at foretage ændringer i infrastrukturen for at tilpasse dem. Omkostningerne ved denne nye nanofluid (hvortil der tilføjes nanopartikler for at forbedre og forbedre varmeledningsevnen) svarer til basisvæskens omkostninger, da både nanopartiklerne og de anvendte stabilisatorer er billige. Alle disse funktioner gør den velegnet til industrielle applikationer, der anvender varmetransmissions-/udvekslingssystemer. Underviseren i væskemekanik ved UJI, José Enrique Juliá Bovalar, forklarer, at efter at have testet nanofluidens termiske egenskaber og patenteret denne nye teknologi, forskergruppen har startet fasen med at søge industrielle partnere, enten for at overføre nanofluiden til dem, eller med hvem applikationer kan forskes og udvikles i fællesskab.

Varmevekslervæsker er væsker, der bruges til at transportere varme i en række industrielle applikationer. Disse væsker bruges til at transportere energi i form af varme fra det punkt, hvor varmen genereres (brændere, kerner af atomreaktor, solcelleanlæg, osv.) til det system, der skal bruge det (termiske lagringssystemer, dampgeneratorer, kemiske reaktorer, etc.). De mest udbredte termiske væsker er vand, ethylenglycol, termiske olier og smeltede salte. En egenskab, der er fælles for dem alle, ifølge Juliá, er "deres lave varmeledningsevne, hvilket er det, der begrænser effektiviteten af ​​de varmevekslersystemer, der bruger dem. Teknologien, som vi har udviklet på UJI, overvinder disse begrænsninger og øger den termiske ledningsevne ved at tilføje en nøjagtig andel af nanopartikler bestående af kulstof og andre additiver til basisvæsken (diphenyl/diphenyloxid), samtidig med at det oprindelige område af driftstemperaturer for basisvæsken opretholdes, som kan variere fra 15°C til 400°C". På denne måde, det bliver muligt at opnå stigninger på op til 30 % i basisvæskens termiske ledningsevne. Alt dette opnås uden at kompromittere væskens stabilitet og med en moderat stigning i dens viskositet, hvilket betyder, at det ikke giver anledning til problemer med pumpning, udfældning af nanopartikler eller tilstopning af ledninger.

Endelig, Juliá bemærker, at metoden, der anvendes til at fremstille nanofluiden, let kan skaleres til det industrielle niveau, da det ikke er nødvendigt at foretage væsentlige ændringer på det anlæg, hvor basisvæsken anvendes. Ud over, den udviklede nanofluid er baseret på en varmeoverførselsolie (diphenyl/diphenyloxid), der er meget udbredt i industrien, og det øger ikke omkostningerne, fordi både nanopartiklerne og de anvendte stabilisatorer er rigelige, let tilgængelig og billig.