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Este projeto visa superar o principal fator que dificulta a comercialização de refrigeradores magnéticos (MRs), simulando, optimizando e fabricando o primeiro dispositivo MR operando à base de interruptores térmicos (TSs). A refrigeração magnética, explorando o efeito magnetocalórico (MCE), é uma tecnologia ambientalmente segura, compacta e fiável com uma eficiência 100% maior do que as tecnologias de expansão-compressão convencionais. No entanto, a necessária utilização de líquidos e partes móveis nestes dispositivos tem um efeito prejudicial na sua eficiência e tempo de vida útil, o que faz da refrigeração magnética uma tecnologia ainda dispendiosa quando comparada com refrigeradores de expansão-compressão. O presente projecto visa ultrapassar estes grandes bloqueios, abrindo o caminho para o crescimento de uma tecnologia emergente que pode conduzir a grandes poupanças energéticas. Com este objetivo, propusemos recentemente a substituição do fluido de troca de calor por TSs que controlam o fluxo de calor. Esta proposta foi denominada por outros grupos como "notável", mostrando "um grande potencial de investigação". Serão desenvolvidas simulações numéricas para fornecer os caminhos para a fabricação do dispositivo previsto. Relativamente aos TSs, serão seguidas três abordagens: nanopartículas magnéticas optimizadas, materiais cuja condutividade térmica (k) varia com o campo magnético e memristores. Memristors são estruturas que exibem variações de resistência induzidas por campo elétrico de mais de 7 ordens de magnitude. Espera-se que tais variações sejam acompanhadas por uma grande variação de k. Após a otimização do conjunto  |
Resumo
Este projeto visa superar o principal fator que dificulta a comercialização de refrigeradores magnéticos (MRs), simulando, optimizando e fabricando o primeiro dispositivo MR operando à base de interruptores térmicos (TSs). A refrigeração magnética, explorando o efeito magnetocalórico (MCE), é uma tecnologia ambientalmente segura, compacta e fiável com uma eficiência 100% maior do que as tecnologias de expansão-compressão convencionais. No entanto, a necessária utilização de líquidos e partes móveis nestes dispositivos tem um efeito prejudicial na sua eficiência e tempo de vida útil, o que faz da refrigeração magnética uma tecnologia ainda dispendiosa quando comparada com refrigeradores de expansão-compressão. O presente projecto visa ultrapassar estes grandes bloqueios, abrindo o caminho para o crescimento de uma tecnologia emergente que pode conduzir a grandes poupanças energéticas. Com este objetivo, propusemos recentemente a substituição do fluido de troca de calor por TSs que controlam o fluxo de calor. Esta proposta foi denominada por outros grupos como "notável", mostrando "um grande potencial de investigação". Serão desenvolvidas simulações numéricas para fornecer os caminhos para a fabricação do dispositivo previsto. Relativamente aos TSs, serão seguidas três abordagens: nanopartículas magnéticas optimizadas, materiais cuja condutividade térmica (k) varia com o campo magnético e memristores. Memristors são estruturas que exibem variações de resistência induzidas por campo elétrico de mais de 7 ordens de magnitude. Espera-se que tais variações sejam acompanhadas por uma grande variação de k. Após a otimização do conjunto proposto de TSs, iremos construir um MR baseado em materiais otimizados. A Camfridge tem interesse comercial no desenvolvimento de refrigeração magnetocalórica, assegurando a integração necessária no seu sistemas e testes para obter o Coeficiente de Performance (sob a norma EN16147). A implementação deste projecto requer conhecimentos complementares em vários ramos da engenharia e da ciência dos materiais, combinando três instituições líderes e a Camfridge. A Faculdade de Engenharia é reconhecida pelo desenvolvimento de simulações numéricas para sistemas de gestão de energia. A Faculdade de Ciências está na vanguarda dos materiais magnetocalóricos; O REQUIMTE tem um know-how significativo na fabricação de nanomateriais magnéticos. A Camfridge é a empresa líder mundial em sistemas de refrigeração magnética. Objetivos principais: -Criação de um modelo numérico para simular dispositivos em condições operacionais. -Design e optimização de interruptores térmicos e medida das propriedades térmicas de memristors. -Fabricação de um protótipo de refrigeração magnética baseado em interruptores térmicos e integração em sistemas da Camfridge. |