Il calore di scarto è una delle principali fonti di energia che spesso viene trascurata. Si stima che fino al 50% dell’energia utilizzata nei processi industriali venga persa sotto forma di calore di scarto. Questa energia può essere catturata e riutilizzata, ma per farlo sono necessari materiali in grado di resistere alle alte temperature e agli ambienti difficili.
I polimeri sono un materiale promettente per catturare l’energia termica di scarto. Sono leggeri, flessibili e possono essere personalizzati per soddisfare i requisiti specifici di una determinata applicazione. Tuttavia, i polimeri tradizionali spesso non hanno la stabilità termica e la durabilità necessarie per resistere alle alte temperature e agli ambienti difficili associati al recupero del calore di scarto.
Polimeri migliorati per la cattura del calore disperso
I ricercatori stanno sviluppando nuovi polimeri appositamente progettati per catturare l'energia termica di scarto. Questi polimeri sono generalmente realizzati con materiali ad alte prestazioni come fibra di carbonio, grafene e fibre ceramiche. Spesso sono rivestiti con uno strato protettivo per migliorarne la resistenza alla corrosione e all'ossidazione.
Un approccio promettente consiste nell’utilizzare polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP). I CFRP sono leggeri, resistenti e termicamente conduttivi. Possono essere utilizzati per creare scambiatori di calore in grado di trasferire calore da un fluido caldo a un fluido freddo.
Un altro approccio consiste nell’utilizzare polimeri a base di grafene. Il grafene è un materiale bidimensionale con eccellente conduttività termica. I polimeri a base di grafene possono essere utilizzati per creare film sottili che possono essere applicati alle superfici per migliorarne le proprietà di trasferimento del calore.
I polimeri rinforzati con fibre ceramiche (CFRP) rappresentano un’altra opzione promettente. I CFRP sono leggeri, resistenti e termicamente stabili. Possono essere utilizzati per creare scambiatori di calore e altri componenti in grado di resistere alle alte temperature.
Applicazioni di polimeri migliorati per la cattura del calore di scarto
I polimeri migliorati possono essere utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni per catturare l’energia termica di scarto. Alcune delle applicazioni più comuni includono:
* Processi industriali:il calore di scarto può essere catturato da processi industriali come la produzione dell’acciaio, del vetro e della produzione chimica.
* Centrali elettriche:il calore di scarto può essere catturato dalle centrali elettriche, sia dagli scarichi dei motori a combustione che dai sistemi di raffreddamento delle turbine a vapore.
* Centri dati:il calore disperso può essere catturato dai centri dati, dove grandi quantità di calore vengono generate da server e altre apparecchiature.
* Trasporti:il calore di scarto può essere catturato da veicoli, come automobili, camion e aeroplani.
Catturando l’energia termica di scarto, i polimeri migliorati possono aiutare a ridurre il consumo energetico e migliorare l’efficienza. Ciò può portare a notevoli risparmi sui costi e benefici ambientali.
Sfide e opportunità
Esistono numerose sfide associate alla cattura dell’energia termica di scarto. Queste sfide includono:
* Alte temperature:il calore disperso è spesso ad alte temperature, che possono danneggiare o degradare i materiali.
* Ambienti difficili:il calore disperso può essere corrosivo e ossidante, il che può danneggiare ulteriormente i materiali.
* Funzionamento intermittente:il calore disperso è spesso intermittente, il che può rendere difficile la cattura e l'utilizzo efficace.
Nonostante queste sfide, esistono numerose opportunità per catturare l’energia termica di scarto. I polimeri migliorati sono un materiale promettente per questa applicazione e vengono utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni. Catturando l’energia termica di scarto, i polimeri migliorati possono aiutare a ridurre il consumo energetico e migliorare l’efficienza. Ciò può portare a notevoli risparmi sui costi e benefici ambientali.
