material barocalórico

Los materiales barocalóricos se caracterizan por respuestas térmicas fuertes y reversibles a los cambios de presión. Muchos implican cambios de fase sólido-sólido, pasando de desordenado a ordenado y rígido bajo presión creciente, liberando calor. Los sólidos barocalóricos experimentan un cambio de fase sólido-sólido. ^{[ 1 ]} Un material barocalórico procesa el calor sin un cambio de fase: el caucho natural . ^{[ 2 ]}

Los efectos barocalóricos se pueden lograr a presiones superiores a 200 MPa para ^{intermetálicos o alrededor de 100 MPa en cristales plásticos. Sin embargo, el NH₄I cambia de fase a presiones de 80 MPa. [3]} La perovskita híbrida orgánica - inorgánica en ^capas ₍ ^CH₃– ( CH₂)n−1–NH₃)₂MnCl₄ ₍ n ₌ 9,10 ) , _muestra un _cambio reversible de _entropía barocalórica de ΔSr ~ 218, 230 J kg−1 K−1 a 0,08 GPa a 294-311,5 K (temperatura de transición). ^{[ 4 ]}

Los materiales barocalóricos son una de las diversas clases de materiales que experimentan transiciones de fase calóricas. Las otras clases son magnetocalóricas , electrocalóricas y elastocalóricas . Los efectos magnetocalóricos generalmente requieren intensidades de campo mayores de 2 T , mientras que los materiales electrocalóricos requieren intensidades de campo en el rango de kV a MV/m. Los materiales elastocalóricos pueden requerir niveles de fuerza de hasta 700 MPa.

Los materiales barocalóricos tienen un uso potencial como refrigerantes en sistemas de refrigeración en lugar de gases como los hidrofluorocarbonos . En los ciclos, la presión impulsa un cambio de fase sólido-sólido. ^{[ 5 ]} Se fabricó un prototipo de aire acondicionado a partir de un tubo metálico lleno de una perovskita de haluro metálico (el refrigerante) y agua o aceite (material de transporte de calor/presión). Un pistón presuriza el líquido. ^{[ 1 ] [ 6 ]}

Otro proyecto utilizó NH₄I como refrigerante. Logró cambios de entropía _reversibles de${\displaystyle \Delta {S}_{{P}_{0}\to P}^{\max }}$~71 JK ⁻¹ kg ⁻¹ a temperatura ambiente. La temperatura de transición de fase es función de la presión, variando a una tasa de ~0,79 K MPa−1. La presión impulsora de saturación que la acompaña es de ~40 MPa, una fuerza barocalórica de${\displaystyle \left|\Delta {S}_{{P}_{0}\to P}^{\max }/\Delta P\right|}$~1,78 JK−1  kg−1 MPa−1, y un rango de temperatura de ~41 K bajo 80 MPa. Las caracterizaciones de dispersión de neutrones de estructuras cristalinas /dinámica atómica muestran que el acoplamiento reorientación-vibración es responsable de la sensibilidad a la presión. ^{[ 3 ]}

• Efecto termoeléctrico