Estudo de novos materiais de mudança de fase

Abstract

Um compósito de cortiça e parafinas, desenvolvido na UA, onde a cortiça estabiliza o líquido e minimiza os problemas com as variações de volume aquando da fusão foi estudado no isolamento térmico de um prótotipo e comparado com materiais de isolamento convencionais como o poliestireno extrudido e a cortiça. Na actualidade, a comunidade científica tem feito um grande esforço no desenvolvimento e optimização da produção de biodiesel, devido a necessidade emergente de redução da emissão de CO2 e da dependência do petróleo. Além de ser um combustível renovável, o biocombustível pode também ser uma excelente fonte de esteres metílicos saturados, nomeadamente palmitato de metilo (C16) e estearato de metilo (C18), podendo estes compostos ter várias aplicações. A sua aplicação como materiais de mudança de fase (PCMs), como alternativa às parafinas, é uma das mais promissoras. Os PCMs são uma forma eficiente de armazenamento de energia. Têm sido largamente estudados para o armazenamento de calor latente. Na última década, aplicações no isolamento térmico de edifícios têm sido estudadas. Existem um elevado número de PCMs que fundem e cristalizam a diferentes e variadas temperaturas, tornando-os atractivos para uma grande variedade de aplicações. Por cristalização, é possível separar diferentes misturas de ésteres saturados do biodiesel devido aos seus pontos de fusão serem tão distintos. Neste trabalho o comportamento de fase de diferentes biodieseis é estudado a várias temperaturas abaixo do seu ponto de fusão. As fases sólida e líquida foram recolhidas e analisadas por GC-FID, e a fracção de fase sólida determinada. Esta informação torna-se útil na projecção de processos de separação de FAME saturados do biodiesel, e na redução do ponto de turvação. Biodieseis e sistemas binários de ésteres foram estudados por DSC.

ABSTRACT: A cork and paraffinic composite, developed in University of Aveiro, where the cork stabilizes the liquid and minimizes the problems with volume fluctuations when fusion occurs, was studied in the thermal insulation of a prototype and compared with conventional insulation materials like wallmate and cork. There is nowadays, a great effort from the scientific community towards the development and optimization of biodiesel production, due to the emerging need of reduction of CO2 emissions and dependency on fossil fuel. Besides being a renewable fuel, biodiesel can be also a great source for saturated methyl esters, mainly methyl palmitate (C16), methyl stearate (C18:0) that may have a wide range of applications. Their application as phase change materials (PCM), as alternative to paraffins, is one of the most promising ones. PCMs are an effective way of storing thermal energy. They have been widely used in latent heat thermal storage systems for heat pumps, solar engineering, and spacecraft thermal control applications. In the past decade, heating and cooling applications for buildings have been investigated. There are large numbers of PCMs that melt and solidify at a wide range of temperatures, making them attractive in a number of applications. Through crystallization it is possible to separate different mixtures of saturated esters from the biodiesel due to their distinctive melting points. In this work phase behaviour of four biodiesels produced in our laboratory and two acquired externally, were studied at several temperatures below their clouding point. The liquid and solid phase samples collected were analysed by GC-FID. Moreover, the content of the solid phase was also determined at each temperature. This information can be helpful in the design of separation processes to recover saturated FAME’s from biodiesel and also reduce the cloud point of these fuels. Esters binary systems were studied through DSC, as well as the biodiesels.