ES2213769T3 - Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energia. - Google Patents

Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energia.

Info

Publication number
ES2213769T3
ES2213769T3 ES96907861T ES96907861T ES2213769T3 ES 2213769 T3 ES2213769 T3 ES 2213769T3 ES 96907861 T ES96907861 T ES 96907861T ES 96907861 T ES96907861 T ES 96907861T ES 2213769 T3 ES2213769 T3 ES 2213769T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
percent
additive
amount
mgcl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES96907861T
Other languages
English (en)
Inventor
George A. Lane
Harold E. Rossow
Michael J. Hammond
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2213769T3 publication Critical patent/ES2213769T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

LA PRESENTE INVENCION, SE REFIERE A COMPOSICIONES REVERSIBLES CON CAMBIO DE FASE LIQUIDO/SOLIDO, QUE COMPRENDEN MGCL{SUB,2} (POR) 6H{SUB,2}O Y UNO O MAS ADITIVOS MODIFICADORES DEL EQUILIBRIO DEL CAMBIO DE FASE, DONDE EL ADITIVO SE AÑADE EN UNA CANTIDAD EFECTIVA PARA MODIFICAR EL COMPARTIMIENTO DE FUSION SEMI-CONGRUENTE, DE LA SAL HIDRATADA, REDUCIENDO LA FORMACION DE FASES DE SAL CRISTALINAS DIFERENTES AL HIDRATO DE PARTIDA, DURANTE LA FUSION DEL MATERIAL. OPCIONALMENTE, LAS COMPOSICIONES DE LA INVENCION, CONTIENEN ASIMISMO ADITIVOS DE NUCLEACION, PARA MODIFICAR Y SUPRIMIR LAS PROPIEDADES SUPERREFRIGERANTES DE LA FASE LIQUIDA DE LAS COMPOSICIONES CON CAMBIO DE FASE.

Description

Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energía.
La presente invención se refiere a materiales de cambio de fase y específicamente a materiales para almacenamiento de energía térmica que son capaces de pasar reversiblemente de fase sólida a líquida sin degradación significativa.
Los materiales de cambio de fase (PCMS) se usan para almacenar calor como calor latente de fusión. Tal almacenamiento tiene una potencialidad en el calentamiento y enfriamiento de edificios, recuperación de calor de desecho, utilización de energía en horas valle, sistemas de bomba de calor, y otras muchas aplicaciones.
Entre los PCMS cuya utilidad se ha comprobado en las aplicaciones de almacenamiento de calor están el cloruro de calcio hexahidratado, CaCl_{2}\cdot6H_{2}O, y el cloruro de magnesio hexahidratado, MgCl_{2}\cdot6H_{2}O. Un problema de estos materiales es su tendencia a sobreenfriarse mientras están solidificándose, esto es, cuando la temperatura desciende por debajo del punto de fusión antes de que se inicie el proceso de solidificación. Las patentes de EE.UU. 4.272.390, 4.338.208 y 4.406.805, de Lane and Rossow, describen aditivos de nucleación para CaCl_{2}\cdot6H_{2}O MgCl_{2}\cdot6H_{2}O que superan estos problemas. En Thermochimica 77 (1984) 219, Marcus et al. divulgan mezclas de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O y MgBr_{2}\cdot6H_{2}O para almacenamiento de energía térmica.
Otra desventaja de muchas sales hidratadas, incluyendo las mencionadas anteriormente, es que durante los ciclos continuos de fusión y solidificación usados para almacenar y extraer la energía térmica, la relación de equilibrio de fases permite la formación de un compuesto salino alternativo, distinto al presente originalmente. Esto reduce la utilidad del material, y eventualmente puede volverlo ineficaz. En el caso en que el compuesto salino alternativo sea un material anhidro, a este comportamiento se le llama "fusión incongruente". En el caso de que sea un material hidratado diferente del presente originalmente, al comportamiento se le llama "fusión semi-congruente". Esto se distinguen del comportamiento "fusión congruente" deseado, en el que las fases sólida y fundida tienen exactamente la misma composición.
El CaCl_{2}\cdot6H_{2}O, por ejemplo, funde a 29,6ºC y es de la clase fusión semicongruente. Para este material, hay un intervalo de temperatura pequeño, justo por encima del punto de fusión, en que la sal tetrahidratada, CaCl_{2}\cdot4H_{2}O, es termodinámicamente más estable que la sal hexahidratada deseada. Como resultado, durante el proceso de solidificación, es posible que se forme una cantidad limitada de la sal tetrahidratada cuando la temperatura atraviesa este intervalo, y antes de que la sal hexahidratada empiece a solidificar.
Aunque la formación del hidrato alternativo, tal como la formación del tetrahidrato en el caso del CaCl_{2}\cdot6H_{2}O, puede estar termodinámicamente favorecida, el que suceda no es inevitable. Por ejemplo, si se dificulta la nucleación del tetrahidrato de CaCl_{2},o si no están presentes centros de nucleación para esta estructura, el material puede sobreenfriarse hasta que se alcance el punto de congelación del hexahidrato, el material deseado empezará a solidificar, y se habrá evitado la formación del tetrahidrato sólido.
Por otra parte, si la fase del hidrato alternativo forma núcleos, este hidrato salino alternativo generalmente será lo bastante denso como para depositarse a partir del hidrato fundido, y alejado del agua liberada en la reacción de deshidratación. Durante el proceso de fusión subsiguiente el hidrato inferior no tiende a dispersarse y fundirse, y por tanto no entra en contacto con el exceso de agua y no se rehidrata, incluso aunque el hidrato superior pueda estar termodinámicamente favorecido a estas temperaturas más altas. Así, en cada ciclo solidificación-fusión puede acumularse más sal hidratada alternativa no deseada, continuando la segregación del material.
Un intento para prevenir este problema ha sido incluir aditivos que espesen o gelifiquen las especies incongruentes o semi-congruentes, lentificando así (o con la esperanza de prevenir) el depósito de la fase no deseada. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. 3.986.969 de Telkes (1976). Se ha comprobado que muchas de las composiciones producidas por este método son ineficaces, en las que la segregación tiene lugar eventualmente. Otras que parecen no producir segregación, tales como la patente de EE.UU. Nº 4.209.413 de Kent et al. (1980), son difíciles de producir.
Otro intento de resolver este problema está descrito en la patente EE.UU. 4.613.444 de Lane and Rossow que divulgan la adición de KCl, NaCl y/o SrCl_{2}\cdot6H_{2}O al CaCl_{2}\cdot6H_{2}O para reducir la formación de formas cristalinas distintas al CaCl_{2}\cdot6H_{2}O durante la cristalización. Esto da como resultado un PCM de fusión congruente eficaz.
Podría ser beneficioso encontrar materiales adicionales de cambio de fase que exhiban un comportamiento de fusión congruente, de tal forma que los PCMS puedan usarse para almacenar calor a una selección de temperaturas mayor. También podría ser beneficioso aportar formadores de núcleos efectivos para evitar el sobreenfriamiento en tales sistemas de cambio de fase.
La presente invención se refiere a composiciones de cambio de fase líquido/sólido reversible que comprenden MgCl_{2}\cdot6H_{2}O y uno o más aditivos para modificar el equilibrio de fases, en las que el aditivo se añade en una cantidad efectiva para modificar el comportamiento de fusión semi-congruente de la sal hidratada reduciendo la formación de fases salinas cristalinas distintas al hidrato de partida durante la fusión del material. Las composiciones de la invención también contienen aditivos de nucleación para modificar y suprimir las propiedades de sobreenframiento de la fase líquida de las composiciones de cambio de fase.
El MgCl_{2}\cdot6H_{2}O se comporta de forma similar al CaCl_{2}\cdot6H_{2}O en el que, en un intervalo pequeño de temperatura por encima del punto de fusión, está termodinámicamente favorecido un hidrato inferior sobre el hidrato superior. Como en el CaCl_{2}\cdot6H_{2}O, esto puede conducir a la separación del material, reduciendo la vida útil del material de cambio de fase.
Un aditivo modificador de fase es un compuesto o compuestos químicos que son compatibles con la sal hidratada original y otros compuestos en el PCM y no perjudican la función del PCM como material de almacenamiento de energía térmica, y cuya función es disminuir la segregación durante la solidificación y fusión por tener un intervalo de solubilidad favorable en el PCM, y que actúan disminuyendo la formación del hidrato no deseado.
El aditivo modificador de fase se añade en una cantidad efectiva para modificar el comportamiento de fusión semi-congruente de la sal hidratada original reduciendo la formación de fases cristalinas distintas a la fase deseada durante la recristalización del material. Entre los posibles aditivos modificadores del equilibrio de fases para el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O se incluyen MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, NiCl_{2}\cdot6H_{2}O, y CoCl_{2}\cdot6H_{2}O. El aditivo modificador de equilibrio de fases MgBr_{2}\cdot6H_{2}O se añade en una cantidad de al menos el 10% y preferiblemente el 20% en peso, y no más del 60% y preferiblemente el 25% en peso.
Los estudios sobre MgCl_{2}\cdot6H_{2}O con cantidades pequeñas (0,5% en peso) añadidas de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O para comprobar la actividad de nucleación fueron descritos por G.A.Lane en "Solar Heat Storage: latent Heat Materials, Volume I", pág. 146, CRC Boca Raton, FL(1983). Aunque las dos sustancias son isomorfas, la adición de bromuro no mostró capacidad de nucleación. Esto se explicó como debido a la excesiva solubilidad del MgBr_{2}\cdot6H_{2}O en el PCM cloruro.
Aunque se considere que la solubilidad alta haya causado la ineficacia del MgBr_{2}\cdot6H_{2}O como agente de nucleación para el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, es un factor importante en la presente invención. La alta solubilidad del MgBr_{2}\cdot6H_{2}O en el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, la disminución comparativamente pequeña del punto de fusión del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O cuando se añade MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, y la capacidad del MgBr_{2}\cdot6H_{2}O para formar soluciones sólidas con el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O son factores clave en las composiciones halladas.
Cuando se introduce hasta el 15-20% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, hay una disminución muy pequeña en el punto de fusión del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, hasta un valor mínimo. Adiciones mayores de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O incrementan el punto de fusión. Cuando se añade el 20-25% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, el punto de fusión del tetrahidrato es menor que el del hexahidrato y el sistema se transforma en uno de fusión congruente en las proximidades del punto de temperatura mínima. Entre otros aditivos posibles para el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O se incluyen el NiCl_{2}\cdot6H_{2}O y el CoCl_{2}\cdot6H_{2}O.
El sobreenfriamiento es otro fenómeno que puede reducir la utilidad de un PCM en los dispositivos de almacenamiento de calor. Se dice que ocurre sobreenfriamiento cuando la temperatura del material cae por debajo del punto de fusión antes de que se inicie el proceso de solidificación. Los aditivos de nucleación tales como los descritos en la patente de EE.UU. Nº 4.272.390 pueden usarse para impulsar la nucleación y reducir el sobreenfriamiento. Sin embargo, ya que los formadores de núcleos actúan proporcionando un sitio para la iniciación del crecimiento del cristal, la interacción de las estructuras cristalinas del PCM y los aditivos de nucleación son críticas. Debido a esto, la eficacia de un aditivo de nucleación con un PCM generalmente no es trasladable a otro PCM. El hallazgo de un PCM nuevo la mayoría de las veces implica la búsqueda de un único conjunto de aditivos de nucleación. Además, los aditivos de nucleación que son efectivos para un PCM de un componente, tales como el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O o el Mg(NO_{3})_{2}\cdot6H_{2}O, no son necesariamente efectivos cuando se añade un segundo componente mayoritario para producir un PCM distinto de dos componentes.
Las composiciones de la presente invención incluyen uno o más aditivos de nucleación en una cantidad suficiente para reducir el sobreenfriamiento de la sal hidratada deseada a menos de 5ºC. Se prefiere además que el aditivo de nucleación actúe como agente de nucleación para la sal hidratada deseada y no para las sales hidratadas inferiores no deseadas. En este sentido, debe evitarse cualquier hidrato inferior que pudiera producir un posible sobreenfriamiento a la temperatura a la que el primer u original hidrato empieza a solidificar así como la segregación. El aditivo de nucleación se añade preferiblemente en una cantidad entre el 0,005 por ciento en peso al 2 por ciento en peso. Entre los aditivos de nucleación se incluyen Ba(OH)
\hbox{ _{2} ,}
BaO, BaCO_{3}, BaSO_{4}, Sr(OH)_{2}, SrO, SrCO_{3}, Mg(OH)_{2},MgO, MgCO_{3}, NaOH, Na_{3}AlF_{6}, CaO, Ca(OH)_{2}, CaCO_{3}, y CaC_{2}O_{4}.
También se prefiere que el MgCl_{2}\cdot6H_{2}O junto con el aditivo modificador del equilibrio de fases y el aditivo de nucleación constituyan más del 75% en peso de la composición.
La invención se entenderá más claramente considerando los siguientes ejemplos:
Ejemplo 1
(Referencia)
Se analizó una muestra de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS por el método de Karl Fisher para determinar el contenido de agua, y se encontró que contenía 53,3% en peso de agua. Una porción de 120 g de esta material se sometió a repetidos ciclos de solidificación-fusión mediante fusión en un horno a 120-135ºC y dejando después que solidificara tranquilamente a temperatura ambiente, registrando continuamente la temperatura de la muestra. El punto de transición sólido-líquido se observó a una temperatura media de 116,7ºC.
Ejemplo 2
(Referencia)
Se realizó un estudio para determinar la estabilidad del MgCl_{2}\cdot4H_{2}O en MgCl_{2}\cdot6H_{2}O fundido a temperaturas superiores a 116,7ºC. Se fundió una muestra y se mantuvo a temperatura constante en un baño de aceite a diversas temperaturas por encima de 116,7ºC. Después de que se estableciera el equilibrio térmico, se añadieron uno pocos cristales pequeños de MgCl_{2}\cdot4H_{2}O a la muestra líquida clara, y se observó su comportamiento. Por encima de 122,2ºC los cristales añadidos fundían. Entre 116,7 y 122,2ºC los cristales añadidos crecían en tamaño, pero no se iniciaba la solidificación de la muestra entera. Esto indicaba la estabilidad termodinámica del MgCl_{2}\cdot4H_{2}O en este intervalo de temperaturas, e indicaba que el tetrahidrato sitúa la curva liquidus del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O a 122,2ºC.
La conclusión es que puede tener lugar la formación de MgCl_{2}\cdot4H_{2}O durante el ciclo fusión-solidificación del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O. Si se usara el material como medio de almacenamiento de energía térmica, cualquier formación de tetrahidrato causaría la segregación del material, y la pérdida significativa de la capacidad de almacenamiento de calor.
Ejemplo 3
(Referencia)
Se preparó una mezcla al 90% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 10% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O mezclando 89,99 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS con 10,09 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS, colocando la mezcla en un recipiente cerrado en un horno a 120-135ºC, y removiendo la mezcla periódicamente hasta que el material licuó en una disolución clara. Una mezcla de este material se sometió a ciclos repetitivos solidificación-fusión según el método del Ejemplo 1. El material solidificó a 116ºC. La curva de enfriamiento resultó isotérmica, y la temperatura bajó rápidamente después de que el material estuvo completamente solidificado.
Ejemplo 4
(Referencia)
Usando la composición del Ejemplo 3, se hizo un estudio de la estabilidad del MgCl_{2}\cdot4H_{2}O en este material, según el modo descrito en el Ejemplo 2, se encontró el liquidus del tetrahidrato a 116,6ºC.
Así, la adición del 10% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O redujo aparentemente el intervalo de temperatura en el que el MgCl_{2}\cdot4H_{2}O es estable de 5,5ºC a solo 0,5ºC.
Ejemplo 5
(Referencia)
Se preparó otra muestra al 90% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 10% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O con 90,09 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS en polvo y 10,04 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS según el método del Ejemplo 3. Después de que la mezcla solidificara, refundiera, y se mezclara concienzudamente, se introdujo una varilla de acero inoxidable fría dentro del líquido, y se dejó que solidificaran cristales sobre la varilla. El análisis de este pequeño depósito de material cristalino mostró que contenía 9,8% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O muy cercano al mismo de la muestra total.
Ya que la composición del primer material solidificado a partir de esta composición, como lo representa el material depositado sobre la varilla de acero inoxidable, está muy próxima a la de la mayor parte de la composición de la mezcla, entonces la probabilidad de segregación durante el ciclo solidificación-fusión es pequeña.
Ejemplo 6
(Referencia)
Se preparó una muestra al 87,5% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 12,5 % en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O con 87,53 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS y 12,53 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS según el método del ejemplo 3. Una muestra de 100 g de este material se dejó solidificar y se fundió repetidamente, usando el método del ejemplo 1. El material solidificó a 116,2ºC, la curva de enfriamiento fue realmente isotérmica, y la temperatura bajó rápidamente después de que el material estuviera completamente solidificado, comportamiento similar al de las composiciones de fusión congruente.
Ejemplo 7
(Referencia)
El material del Ejemplo 6 se analizó por cromatografía iónica y se encontró que contenía 12,4% en peso de MgBr_{2}. Usando el método del Ejemplo 5, se recogió una pequeña muestra del material inicialmente solidificado, se analizó, y se encontró que contenía 12,5% en peso de MgBr_{2}.
Ya que el material solidificado inicialmente tiene esencialmente la misma composición que la mayor parte del material, llegamos a la conclusión de que la segregación sería mínima durante su uso como un medio de almacenamiento de energía térmica.
Ejemplo 8
(Referencia)
Se preparó una mezcla de 82,5% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 17,5% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O con 99,05 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O (con un contenido de 53,10% en peso de agua según análisis) en polvo de calidad ACS y 21,0 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O (con un contenido de 37,37% en peso de agua según análisis) de calidad ACS según el método del Ejemplo 3. Una muestra de este material se dejó solidificar y se fundió repetidamente, según el método del Ejemplo 1. El material solidificó a 116,3ºC. La curva de enfriamiento fue muy isotérmica, similar a la de las composiciones de fusión congruente, y la temperatura bajó rápidamente después de que el material hubiera solidificado completamente.
Ejemplo 9
(Referencia)
Se preparó una composición al 80% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 20% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O con 81,1 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS y 20,4 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS según el método del Ejemplo 3. Una muestra de 80 g de este material se dejó solidificar y se fundió repetidamente, usando el método del Ejemplo 2. Este material solidificó a 116,4ºC, la curva de enfriamiento fue muy isotérmica, y la temperatura bajó rápidamente después de que el material estuviera completamente solidificado, comportamiento similar al de las composiciones de fusión congruente.
Ejemplo 10
(Referencia)
Usando la composición del Ejemplo 9, se realizó un estudio, en la forma descrita en el Ejemplo 2, para determinar la estabilidad del MgCl_{2}\cdot4H_{2}O en líquido fundido de esta composición a temperaturas superiores a 116,4ºC. Se encontró que el tetrahidrato no era estable, lo que indicó que esta composición era de fusión congruente.
Ejemplo 11
(Referencia)
Se preparó una muestra al 60% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 40% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O mezclando 60,8 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS con 40,8 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS usando el método descrito en el Ejemplo 3, y comprobado por el método del Ejemplo 1. Solidificó a 120ºC con una curva de enfriamiento que era muy isotérmica, similar a la de las composiciones de fusión congruente.
Ejemplo 12
(Referencia)
Se preparó una muestra al 40% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O -60% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O mezclando 40,6 g de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O en polvo de calidad ACS con 61,2 g de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O de calidad ACS, usando el método descrito en el Ejemplo 3, y comprobado por el método del Ejemplo 1. Solidificó a 128-130ºC con una curva de enfriamiento inclinada, lo que sugirió una desviación mínima de una composición de fusión congruente.
Ejemplo 13
Se preparó una muestra de 100 gramos al 85% de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 15% de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O pesando los ingredientes de calidades ACS. Se introdujo la muestra en un matraz erlenmeyer de 125 ml y se tapó con un tapón de caucho ventilado. Se fundió la muestra en un horno a 125ºC y se registraron las curvas de enfriamiento, usando el método del Ejemplo 1. En cada ciclo de solidificación, se observó un sobreenfriamiento de 5-15ºC. Antes del tercer ciclo de solidificación, se añadió a la muestra 0,1% en peso de Mg(OH)
\hbox{ _{2} .}
Durante los 25 ciclos siguientes, el sobreenfriamiento fue de 1ºC o menos. Ejemplo 14
Se prepara una muestra de 100 gramos al 80% en peso de MgCl_{2}\cdot6H_{2}O - 20% en peso de MgBr_{2}\cdot6H_{2}O y se tomaron las curvas de enfriamiento según los métodos del Ejemplo 13. En cada ciclo de solidificación, se observó un sobreenfriamiento de 5-15ºC Antes del tercer ciclo de solidificación, se añadió a la muestra 0,1% en peso de Mg(OH)_{2}.Durante los 25 ciclos siguientes, el sobreenfriamiento fue de 1ºC o menos.
Debe entenderse que la invención no está limitada a la configuración exacta o los métodos ilustrados anteriormente, sino que pueden hacerse varios cambios y modificaciones sin desviarse del alcance de la invención tal como se describe en las reivindicaciones siguientes:

Claims (10)

1. Un material apropiado para usar en el almacenamiento de calor como calor latente de fusión que consiste esencialmente en:
(a) MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, que solidifica semi-congruentemente; y
(b) MgBr_{2}\cdot6H_{2}O como un aditivo modificador del equilibrio de fases; y
(c) uno o más aditivos de nucleación;
en el que el aditivo modificador del equilibrio de fases, MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, está añadido en una cantidad entre el 10 por ciento en peso al 60 por ciento en peso de tal forma que se modifique el comportamiento de solidificación semi-congruente del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O por reducción de la formación de fases salinas cristalinas distintas al MgCl_{2}\cdot6H_{2}O durante la recristalización del material; y en el que el aditivo de nucleación está añadido en una cantidad suficiente para reducir el sobreenfriamiento del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O a menos de 5ºC.
2. El material de la reivindicación 1, en el que el aditivo modificador del equilibrio de fases, MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, está presente en una cantidad entre veinte por ciento en peso a treinta por ciento en peso.
3. El material de la reivindicación 1, en el que el aditivo o los aditivos de nucleación están presentes en una cantidad entre 0,005 por ciento en peso a 2,0 por ciento en peso.
4. El material de la reivindicación 1, en el que el aditivo o los aditivos de nucleación están presentes en una cantidad entre 0,05 por ciento en peso a 2,0 por ciento en peso.
5. El material de la reivindicación 1, en el que el aditivo o los aditivos de nucleación están presentes en una cantidad entre 0,05 por ciento en peso a 0,5 por ciento en peso.
6. El material de la reivindicación 1, en el que el aditivo o los aditivos de nucleación están presentes en una cantidad de 0,5 por ciento en peso.
7. El material según la reivindicación 1, en el que el aditivo o aditivos modificadores del equilibrio de fases se seleccionan del grupo que consiste en MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, NiCl_{2}\cdot6H_{2}O y CoCl_{2}\cdot6H_{2}O.
8. El material de la reivindicación 1, en el que el material comprende uno o más agentes de nucleación seleccionados del grupo que consiste en Ba(OH)_{2}, Sr(OH)_{2}, CaO, SrCO_{3},SrO, BaO, BaCO_{3}, Ca(OH)_{2}, CaCO_{3}, Mg(OH)_{2}, MgO, MgCO_{3}, Na_{3}AlF_{6} y CaC_{2}O_{4}, añadidos en cantidad suficiente para reducir el sobrenfriamiento del MgCl_{2}\cdot6H_{2}O.
9. El material de la reivindicación 1 en el que el aditivo de nucleación es Mg(OH)_{2}.
10. El material de la reivindicación 1 en el que el aditivo modificador del equilibrio de fases, MgBr_{2}\cdot6H_{2}O, está presente en una cantidad entre quince por ciento en peso a veinticinco por ciento en peso y los aditivos de nucleación están presentes en una cantidad entre 0,005 por ciento en peso a 2,0 por ciento en peso.
ES96907861T 1995-02-01 1996-02-01 Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energia. Expired - Lifetime ES2213769T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US38232895A 1995-02-01 1995-02-01
US382328 2006-05-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2213769T3 true ES2213769T3 (es) 2004-09-01

Family

ID=23508481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES96907861T Expired - Lifetime ES2213769T3 (es) 1995-02-01 1996-02-01 Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energia.

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0807150B1 (es)
AU (1) AU5131896A (es)
CA (1) CA2215906A1 (es)
DE (1) DE69631822T2 (es)
ES (1) ES2213769T3 (es)
WO (1) WO1996023848A2 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003904355A0 (en) * 2003-08-15 2003-08-28 Thermal Energy Accumulator Products Pty Ltd A composition
US9038709B2 (en) 2008-02-22 2015-05-26 Dow Global Technologies Llc Thermal energy storage materials
WO2009105643A2 (en) 2008-02-22 2009-08-27 Dow Global Technologies Inc. Heat storage devices

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL183657C (nl) * 1980-08-21 1988-12-16 Mitsubishi Electric Corp Materiaal op basis van calciumchloridehydraat voor het opslaan van warmte.
US4329242A (en) * 1980-12-22 1982-05-11 The Dow Chemical Company Hydrated Mg(NO3)2 /MgCl2 reversible phase change compositions
US4338208A (en) * 1980-12-22 1982-07-06 The Dow Chemical Company Hydrated MgCl2 reversible phase change compositions
EP0126396B1 (en) * 1983-05-20 1989-09-13 Hitachi, Ltd. Heat storage material

Also Published As

Publication number Publication date
EP0807150B1 (en) 2004-03-10
AU5131896A (en) 1996-08-21
DE69631822T2 (de) 2004-08-12
EP0807150A2 (en) 1997-11-19
WO1996023848A3 (en) 1996-09-26
DE69631822D1 (de) 2004-04-15
WO1996023848A2 (en) 1996-08-08
CA2215906A1 (en) 1996-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR850001785B1 (ko) 가역적 액체/고체 상 전이 조성물
KR850001786B1 (ko) 가역적 액체/고체 상 전이 조성물
ES2213769T3 (es) Composiciones reversibles de cambio de fase de cloruro de magnesio hidratado para almacenar energia.
US4540502A (en) Heat storage material
JP2006131856A (ja) 潜熱蓄冷熱材組成物
JP2005524755A (ja) 熱貯蔵媒体ii
JPH0292987A (ja) 蓄冷材組成物
JP3880677B2 (ja) 潜熱蓄熱材組成物
JPS63137982A (ja) 蓄熱材組成物
JPS60155285A (ja) 蓄熱材組成物
JPS58180579A (ja) 蓄熱材料
JPS6151079A (ja) 蓄熱材
JPH0157157B2 (es)
KR900004231B1 (ko) 잠열재(潛熱材)
JPS5941668B2 (ja) 蓄熱材
JPH0443949B2 (es)
JPS6236486A (ja) 蓄熱材
JPS5850277B2 (ja) チクネツザイ
NO159178B (no) Reversibelt vaeske/faststoffaseforandringsmateriale og anvendelse derav.
JPS58117277A (ja) 蓄熱材
JPH0788503B2 (ja) 蓄熱材組成物
JPS6035076A (ja) 塩化カルシウム6水化物と塩化カリウムの可逆相転移組成物
JPH0417236B2 (es)
JPH0641583B2 (ja) 蓄熱材
JPH11166176A (ja) 潜熱蓄熱材組成物