El enfriamiento activo es crucial en la mayoría de las tecnologías modernas, que van desde microprocesadores en centros de datos hasta turbinas y motores. El enfriamiento por convección forzada, que circula un líquido refrigerante sobre la superficie de un objeto caliente, es efectivo para cumplir con estos requisitos de enfriamiento, pero requiere un bombeoenergía para enviar el refrigerante a través de la sección generadora de calor. Sin embargo, el enfriamiento activo eliminación rápida de una gran cantidad de energía térmica en la fuente de calor bajo una gran diferencia de temperatura destruye rápidamente el componente de energía libre de la energía térmica, que es unporción de energía que se puede convertir en un trabajo eléctrico. Este problema concomitante con el enfriamiento por convección forzada no se ha abordado a pesar del uso generalizado del enfriamiento por convección forzada en el mundo actual.
Un método específico para convertir el calor desperdiciado, el calor que no necesita ser eliminado activamente, en energía eléctrica a través de reacciones químicas líquidas ha sido estudiado durante varias décadas. Este método, llamado conversión termo-electroquímica, implica la inmersiónde dos electrodos mantenidos a diferentes temperaturas en un electrolito líquido encerrado en un recipiente cerrado, donde ocurre una reacción reversible de reducción-oxidación "redox". Esta reacción genera una corriente eléctrica a través de un circuito externo. La investigación sobre la conversión termo-electroquímica ha sidoprincipalmente realizado para fluidos estáticos.
En este estudio, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio integró la conversión termo-electroquímica con enfriamiento por convección forzada para recuperar parcialmente la parte de energía libre mencionada anteriormente, actualmente perdida durante el enfriamiento por convección forzada, en forma de energía eléctrica.En la celda desarrollada por estos investigadores, el líquido electrolítico fluye como refrigerante entre dos electrodos paralelos, uno de los cuales es un objeto de liberación de calor que se enfría. La reacción redox que ocurre en la celda genera electricidad; esta electricidad se puede usar para conducirel refrigerante fluye a través de la celda. Este trabajo profundiza en un territorio desconocido, ya que el concepto y la viabilidad del sistema de refrigeración líquida autosostenible no se han demostrado previamente.
Los investigadores llevaron a cabo estudios detallados para dilucidar cómo funciona la refrigeración y la generación de energía en este tipo de sistema termo-electroquímico de flujo forzado. Se espera que estos nuevos hallazgos proporcionen una estrategia básica para aplicaciones futuras ampliadas ". Aunque el prototipo"La célula desarrollada en este estudio fue pequeña y, por lo tanto, el rendimiento de generación de energía fue limitado, esta tecnología tiene mucho margen de mejora mediante la optimización de la geometría del canal líquido, el material del electrodo y los productos químicos redox", comenta el Prof. Yoichi Murakami, el investigador principalde este proyecto
A través de más estudios, este concepto propuesto por los investigadores puede encontrar su aplicación en un futuro próximo, proporcionando una nueva plataforma tecnológica para el enfriamiento por convección forzada. "Mediante este enfoque, podemos recuperar parcialmente la porción de energía libre de la energía térmica actualmente perdidadurante el enfriamiento por convección forzada, y esta energía eléctrica adquirida se puede usar para bombear el refrigerante en el enfriamiento por convección forzada ", concluye el profesor Murakami.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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