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La Unidad de Almacenamiento Térmico de Energía del CIEMAT ha participado en el congreso científico Eurosun 2022, celebrado en la ciudad alemana de Kassel entre los días 25 y 29 de septiembre.

Personal investigador de la Unidad de Almacenamiento Térmico de Energía del CIEMAT ha presentado dos posters y sus correspondientes artículos en el congreso Eurosun 2022 celebrado en la ciudad alemana de Kassel del 25 al 29 de septiembre. Concretamente, se han presentado resultados sobre estudios de degradación térmica de ácidos grasos con el fin de validarlos como medios de almacenamiento térmico en forma de calor latente, también denominados PCM. Este hecho supone un importante hito, ya que la Unidad lleva tiempo desarrollando una metodología que permita dicha validación y cuya estructura general está publicada en Journal of Energy Research. Los resultados presentados por las investigadoras del CIEMAT, Rocío Bayón y Laura Quant están enmarcados en los proyectos de ámbito regional y europeo ACES2030, SFERA III y StoRIES.

Los estudios presentados muestran los resultados de degradación de varios ácidos grasos con temperaturas de cambio de fase en distintos rangos considerando la evaporación como uno de los principales mecanismos responsables de dicha degradación. En el trabajo titulado "Kinetic Analysis Of TGA Measurements When Evaporation Is A Degradation Process In PCM" se presenta de forma detallada cómo abordar el análisis cinético de las medidas de termogravimetría (TGA) cuando la evaporación es uno de los procesos de degradación más importantes o incluso el predominante, en el caso de que el PCM se encuentre en estado líquido y sometido a temperaturas por encima de su punto de fusión. En el otro trabajo "Study of Thermal Degradation of Adipic Acid as PCM Under Stress Conditions: A Kinetic Analysis", se presentan estudios de degradación del ácido adípico que en principio es un PCM con un gran potencial de aplicación pues tiene una temperatura de cambio de fase en torno a los 150 ºC y una entalpía de 240 kJ/kg, pero que, sin embargo, sufre una evaporación importante a temperaturas muy cercanas a su punto de fusión.

Del primer trabajo se puede concluir que las condiciones experimentales de las medidas TGA, tales como dimensiones del crisol y caudal de gas de purga, influyen de forma notable en los resultados de los cálculos cinéticos obtenidos a partir de dichas medidas, sobre todo cuando la evaporación es un proceso de degradación importante o predominante. Por tanto, el análisis cinético debe hacerse teniendo en cuenta dicha evaporación porque si no la extrapolación del comportamiento del PCM a largo plazo puede conducir a resultados y conclusiones erróneos (Figura 1-izquierda). En el segundo trabajo, la degradación del ácido adípico no solo se estudió mediante TGA sino también haciendo ensayos isotermos dentro de un horno tubular con el fin de tener unas condiciones experimentales más parecidas a las condiciones reales de servicio de un PCM. Ambos tipos de ensayos se analizaron teniendo en cuenta que la evaporación es el principal mecanismo de degradación cuando este PCM está fundido. De los resultados obtenidos en ambos casos se puede concluir que el ácido adípico se evapora rápidamente tras el proceso de fusión y por tanto no es viable su utilización como PCM, al menos en sistemas de almacenamiento que no sean herméticos (Figura 1-derecha).

Figura 1. Velocidad de evaporación del ácido adípico: comparación de las curvas TGA para distintas velocidades de calentamiento con la curva de velocidad calculada teóricamente (izquierda). Predicción de la pérdida de masa de ácido adípico a lo largo de un año cuando permanece fundido a temperatura constante (Tfus+8 °C, +18 °C y +23 °C) (derecha).