Innovative materials chemistry strategies for engineered-enhanced thermomaterials for barocaloric and related solid-state refrigeration

Resumo

A presente Tese Doutoral céntrase na busca de novos termomateriais (materiais que presentan grandes calores latentes asociados a unha transición de fase sólido-sólido), en particular materiais híbridos orgánicos-inorgánicos, co obxectivo de explorar o seu potencial uso para aplicacións de refrixeración. Existe unha urxente necesidade de desenvolver alternativas á refrixeración actual para facer fronte aos desafíos climáticos e enerxéticos que a nosa sociedade está vivindo, co fin de avanzar cara a unha economía neutra en carbono, con maior eficiencia enerxética, sen emisións de gases de efecto invernadoiro e que dependa unicamente de fontes de enerxía renovables. Neste contexto, os materiais sólidos considéranse unha opción moi atractiva para substituír as tecnoloxías actuais. Tendo isto en conta, a presente Tese Doutoral investigou tres familias diferentes de materiais híbridos orgánicos-inorgánicos con gran potencial para o seu uso en refrixeración de estado sólido: as perovskitas híbridas de dicianamina, os cristais plásticos híbridos iónicos e as redes metal-orgánicas ou MOFs. Por unha banda, nas perovskitas de dicianamina estudáronse e buscáronse as súas distorsións estruturais, reanalizou o factor de tolerancia para esta familia e preparouse a súa primeira disolución sólida. Por outra banda, puxéronse a proba tres cristais plásticos iónicos para a súa aplicación en refrixeración barocalórica, [Cp2M][PF6] (Cp = C5H5 y M = Fe, Co) y [DBA][BF4] (DBA = dibutilamonio). Por último, mediuse a resposta térmica dun MOF flexible con transición de fase sólido-sólido ligada á adsorción/desorción de dióxido de carbono trala aplicación de pequenas presións: o MIL-53(Al) con fórmula xeral [Al(OH)(C8H4O4)]. Cabe a destacar que ademais de medila viabilidade de algúns materiais de estas familias como refrixerantes en estado sólido, tamén se fixo gran fincapé na busca de ferramentas para o deseño de novos materiais co fin de mostrar directrices que axuden ao desenvolvemento da refrixeración de estado sólido.