Refrigeración termogalvánica, ¿la próxima revolución en las neveras?

Los frigoríficos que usamos en nuestros hogares, así como los de uso industrial, siguen empleando la misma tecnología base que comenzó a utilizarse en la década de 1950. Un reciente avance promete hacer viable un tipo de refrigeración totalmente distinto. Ello permite augurar para un futuro no muy lejano una revolución de la refrigeración que conllevará un abaratamiento de costes y un menor impacto medioambiental, en comparación con la refrigeración convencional de hoy en día.

La nueva tecnología se basa en celdas o células termogalvánicas que producen un efecto refrigerante mediante una reacción electroquímica reversible. La refrigeración termogalvánica es más barata y más respetuosa con el medio ambiente que otros métodos de refrigeración debido sobre todo a que requiere un aporte energético mucho menor. Y además es adaptable a muchas escalas, lo que significa que podría utilizarse desde para dispositivos de refrigeración portátiles hasta para grandes almacenes frigoríficos de uso industrial.

Las células termogalvánicas utilizan el calor producido por reacciones electroquímicas reversibles para crear energía eléctrica. En teoría, la inversión de este proceso (aplicar una corriente eléctrica externa para impulsar ciertas reacciones electroquímicas) permite generar frío. En estudios anteriores, se llegó a la conclusión de que la capacidad refrigerante de las células termogalvánicas es muy pobre. Sin embargo, ahora un equipo integrado, entre otros, por Yilin Zeng y Jiangjiang Duan, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en la ciudad china de Wuhan, ha conseguido aumentar de manera espectacular esta capacidad. Y lo ha conseguido optimizando los productos químicos utilizados en el proceso.

El rendimiento logrado por la nueva tecnología de refrigeración termogalvánica es lo bastante alto como para resultar comercialmente viable.

Prototipo a pequeña escala del nuevo refrigerador termogalvánico. (Foto: Yilin Zeng. CC BY-SA)

Los sistemas de esta clase se basan en reacciones electroquímicas redox en las que intervienen iones de hierro disueltos. En una fase de la reacción, los iones de hierro pierden un electrón y absorben calor. En la otra fase, ganan un electrón y liberan calor. Por su parte, el calor es extraído del refrigerador mediante un disipador de calor. El efecto neto resultante es un enfriamiento del interior de la nevera.

Zeng y sus colegas mejoraron la capacidad de refrigeración termogalvánica de su nuevo sistema mediante modificaciones en la solución electrolítica. Utilizaron una clase de sal de hierro hidratada que contiene perclorato, lo que ayudó a los iones de hierro a disolverse y disociarse más libremente en comparación con otras sales conteniendo hierro probadas anteriormente. Al disolver las nuevas sales de hierro en un disolvente que contiene nitrilos en vez de agua pura, los investigadores consiguieron mejorar la potencia de refrigeración de su sistema en un 70 por ciento.

Zeng, Duan y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema de refrigeración termogalvánica en la revista académica Joule, bajo el título “Solvation entropy engineering of thermogalvanic electrolytes for efficient electrochemical refrigeration”. (Fuente: NCYT de Amazings)