Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas y sus colaboradores están desarrollando un desecante polimérico de secado rápido que podría deshumidificar edificios utilizando al menos un 30 % menos de energía que los sistemas de aire acondicionado convencionales.
El material termosensible de los investigadores absorbe la humedad del aire y se seca rápidamente cuando se expone a bajas temperaturas, dijo la Dra. Shuang (Cynthia) Cui, investigadora principal y profesora asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson. P>
Cui imagina que dentro del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado de un edificio, el desecante cubriría un cilindro giratorio y absorbería la humedad del aire durante parte de una rotación. Luego, a medida que la estructura gira, el material lleno de agua pasaría por una etapa de regeneración que lo expone a bajas temperaturas para eliminar la humedad absorbida. El ciclo se repetiría continuamente.
"Nuestro objetivo es desarrollar el desecante para ayudar a deshumidificar y enfriar los edificios de manera más eficiente que los sistemas de aire acondicionado convencionales y reducir significativamente las emisiones de carbono", dijo Cui. "Es imperativo mejorar la eficiencia energética de la deshumidificación. La deshumidificación eficiente del aire representa una excelente oportunidad para reducir el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero para facilitar el movimiento de sostenibilidad y descarbonización para contrarrestar el cambio climático".
Los aires acondicionados y los ventiladores eléctricos representan el 20% de la electricidad total utilizada en los edificios en todo el mundo y se espera que la demanda aumente, según la Agencia Internacional de Energía. La deshumidificación del aire caliente puede consumir la mitad o más de la energía de un aire acondicionado.
El desecante termosensible puede hacer que el aire acondicionado sea más eficiente energéticamente al separar los procesos de deshumidificación y eliminación de calor y mejorar los pasos que consumen más energía. Por ejemplo, a diferencia de los sistemas de aire acondicionado tradicionales, un sistema que utilice desecante no necesitaría enfriar los serpentines a bajas temperaturas para condensar la humedad del aire como parte del proceso de deshumidificación. Además, a diferencia de un acondicionador de aire tradicional, probablemente no sea necesario calentar el desecante a altas temperaturas para evaporar la humedad acumulada.
Cui e investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, donde Cui trabajó anteriormente, publicaron un estudio que detalla la estructura óptima del polímero en Materiales energéticos avanzados. . Los investigadores continúan optimizando la estructura para ayudarla a absorber más humedad y al mismo tiempo secarse rápidamente con un bajo consumo de energía.
Stefan dijo que ella y los investigadores de su laboratorio están desarrollando una gama de polímeros termorresponsivos para determinar qué fórmulas funcionan mejor. Dijo que está impresionada con el trabajo de Cui en la aplicación del polímero termosensible que normalmente se usa en aplicaciones de administración de medicamentos para generar deshumidificación.
"La creatividad del Dr. Cui para incorporar estos polímeros termosensibles a esta nueva aplicación es asombrosa", afirmó Stefan.
Stefan también dijo que la colaboración de Cui con un socio de la industria es clave para garantizar que la investigación tenga un impacto en el mundo real.
"La investigación del Dr. Cui se basa en gran medida en las aplicaciones", afirmó Stefan. "Quiere marcar la diferencia y, con su asociación industrial, llevará el polímero termosensible al siguiente nivel".
Más información: Paul W. Meyer et al, Arquitecturas de polímeros diseñadas para desecantes termorresponsivos en aplicaciones de deshumidificación, Materiales energéticos avanzados (2023). DOI:10.1002/aenm.202300990
Información de la revista: Materiales Energéticos Avanzados
Proporcionado por la Universidad de Texas en Dallas
