ES2952962T3

ES2952962T3 - Método de fabricación de artículos electrocalóricos

Info

Publication number: ES2952962T3
Application number: ES18738159T
Authority: ES
Inventors: Wayde R Schmidt; Slade R Culp; Wei Xie; Joseph V Mantese; Scott Alan Eastman; Subramanyaravi Annapragada; Sameh Dardona; Craig R Walker; Parmesh Verma
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2038-06-18
Also published as: EP3639306A1; CN110998884B; CN110998884A; WO2018232393A1; EP3639306B1; US20200212284A1

Abstract

Se divulga un método para preparar un electrocalórico. El método incluye: (a) proporcionar un rollo de una película que comprende un material electrocalórico o un suministro de múltiples hojas de una película que comprende un material electrocalórico; (b) entregar la película desde el rollo o el suministro de múltiples hojas a una estación de aplicación de material conductor; (c) formar electrodos que comprenden una disposición modelada de material conductor sobre la película en la estación de aplicación para formar un artículo electrocalórico (d) entregar la película desde la estación de aplicación a un rodillo receptor o un inventario de láminas electrocalóricas; y (e) repetir (b), (c) y (d) para formar múltiples artículos electrocalóricos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de fabricación de artículos electrocalóricos

Antecedentes

Existe una amplia variedad de tecnologías para aplicaciones de enfriamiento, incluyendo pero no limitadas a un enfriamiento evaporativo, un enfriamiento convectivo o un enfriamiento en estado sólido tal como un enfriamiento electrotérmico. Una de las tecnologías más difundidas en el uso para una refrigeración residencial y comercial y acondicionamiento de aire es el bucle de trasferencia térmica con refrigerante de compresión de vapor. Estos bucles normalmente hacen circular un refrigerante que tiene propiedades termodinámicas apropiadas a través de un bucle que comprende un compresor, un intercambiador de calor de expulsión de calor (es decir, un condensador de intercambiador de calor) un dispositivo de expansión y un intercambiador de calor de absorción de calor (es decir, un evaporador de intercambiador de calor). Los bucles con refrigerante de compresión de vapor proporcionan de forma efectiva un enfriamiento y refrigeración en diversas configuraciones y en algunas situaciones se pueden hacer funcionar a la inversa como una bomba de calor. Sin embargo, muchos de los refrigerantes pueden presentar peligros medioambientales tales como un potencial agotamiento de ozono (ODP) o un potencial calentamiento global (GWP) o pueden ser tóxicos o inflamables. Adicionalmente, los bucles con refrigerante de compresión de vapor puede que no sean prácticos o que no sean ventajosos en entornos que tienen falta de una fuente de energía preparada suficiente para accionar el compresor mecánico en el bucle con refrigerante. Por ejemplo, en un vehículo eléctrico, la demanda de energía de un compresor de aire acondicionado puede tener como resultado una vida de la batería del vehículo o un rango de conducción significativamente más cortos. De forma similar, los requisitos de peso y energía del compresor pueden ser problemáticos en varias aplicaciones de enfriamiento portátil.

Por consiguiente, ha habido un interés en desarrollar tecnologías de enfriamiento como alternativas a los bucles con refrigerante de compresión de vapor. Se han propuesto varias tecnologías tales como sistemas de transferencia de calor de campo activo o sensibles a la corriente eléctrica que se basan en materiales tales como materiales electrocalóricos, materiales magnetocalóricos o materiales termoeléctricos. Sin embargo, se han configurado muchas propuestas como demostraciones a escala de laboratorio con capacidades y fabricabilidad limitadas.

El documento WO 2017/030529 describe un método para la producción de un sistema de enfriamiento que incluye un elemento electrocalórico, un par de electrodos se disponen en superficies opuestas del elemento electrocalórico en donde los electrodos se preparan mediante la aplicación de una tinta de formación de electrodo al elemento electrocalórico.

El documento US 2016225775 describe un método de producción de un dispositivo ferroeléctrico de película delgada y la deposición de un material conductor en superficies opuestas de la película delgada.

“Printed all-polymer electrochemical transistors on patternedion conducting membranes (Transistores electroquímicos totalmente poliméricos en membranas de producción de iones en patrón)” de Kaihovirta et al. Organic Electrics, volumen 11 (2010), páginas 1207-1211 describe un método de rollo a rollo para la fabricación de transistores electromecánicos totalmente poliméricos de baja tensión (ECT). El polímero que forma el ECT se aplica a una membrana de poli(difluoruro de vinilideno) mediante flexografía en la cual se aplica el polímero de ECT a un rodillo con patrones y después se transfiere desde el rollo a la membrana.

“Amorphous indium tin oxide electrodes for piezoelectric and light-emitting device deposited by vacuum roll-to-roll process (electrodos amorfos de óxido de indio y estaño para un dispositivo piezoeléctrico y emisor de luz depositado mediante un proceso de rollo Arroyo por vacío)” de le et al. This Solid Films, volumen 517 páginas 4015 a 4018 describe un método de deposición de electrodos de óxido de indio y estaño en diodos emisores de luz orgánicos aplicando primero una capa de óxido de indio y estaño al diodo emisor de luz orgánico utilizando un método de deposición por pulverización catódica rollo a rollo y posteriormente creando un patrón de electrodo dentro de la capa depositada usando una ablación láser.

El documento US 6 323 580 describe un transductor ferroico hecho de, por ejemplo PVDF que puede producir un efecto electrocalórico, que comprende electrodos interdigitados en un solo lado de la película, los electrodos pueden estar dispuestos separados a distancias iguales, a aproximadamente 10 veces el grosor de la película electrostática.

Breve descripción

En algunos modos de realización de esta descripción, un método de fabricación de artículos electrocalóricos, comprende

(a) el suministro de un rollo de una película que comprende un material electrocalórico o un suministro de hojas múltiples de una película que comprende un material electrocalórico;

(b) la entrega de la película desde el rollo o el suministro de hojas múltiples a una estación de aplicación del material conductor;

(c) la formación de electrodos que comprenden una disposición en patrón de material conductor en la película en la estación de aplicación para formar un artículo electrocalórico, en donde la formación de electrodos en la estación de aplicación comprende la aplicación de una disposición en patrón de un material conductor sobre un soporte temporal y la transferencia de la disposición en patrón del material conductor desde el soporte temporal a la película y en donde la formación de la disposición en patrón de material conductor al soporte temporal comprende:

(i) la aplicación, de forma selectiva, del material conductor a una pluralidad de áreas de soporte temporal y la pluralidad de áreas están separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película, (ii) la aplicación del material conductor a una pluralidad de áreas del soporte temporal a través de una máscara en patrón y la retirada de la máscara, en donde la pluralidad de áreas está dispuesta separada en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

(iii) el grabado, de forma selectiva, de un material conductor en el soporte temporal para formar una pluralidad de áreas de material conductor dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película, o

(iv) la aplicación del material conductor al soporte temporal, el grabado del material conductor a través de áreas no enmascaradas de una máscara en patrón y la retirada de la máscara para formar una pluralidad de áreas de material conductor dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

(d) la entrega de la película desde la estación de aplicación a un rollo de recogida o un inventario de hojas electrocalóricas; y

(e) la repetición de (b), (c) y (d) para formar múltiples artículos electrocalóricos.

(a) el suministro de un rollo de una película que comprende un material electrocalórico o un suministro de múltiples hojas de una película que comprende un material electrocalórico;

(b) la entrega de la película desde el rollo o el suministro de múltiples hojas a una estación de aplicación del material conductor;

(c) la formación de electrodos que comprenden una disposición en patrón de material conductor en la película en la estación de aplicación para formar un artículo electrocalórico en donde la formación de la deposición en patrón de material conductor comprende:

(i) la aplicación, de forma selectiva, del material conductor a una pluralidad de áreas de la película y la pluralidad de áreas están dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

(ii) la aplicación del material conductor a una pluralidad de áreas de la película a través de una máscara en patrón y la retirada de la máscara en donde la pluralidad de áreas están dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

(iii) el grabado, de forma selectiva, de un material conductor en la película para formar una pluralidad de áreas de material conductor dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película, o

(iv) el grabado de un material conductor en la película a través de áreas no enmascaradas de la máscara en patrón y la retirada de la máscara para formar una pluralidad de áreas de material conductor dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

En algunos modos de realización, la disposición en patrón de material conductor puede incluir una conexión de energía configurada para conectarse a una conexión eléctrica entre una fuente de energía y los electrodos.

De acuerdo con cualquiera o una combinación de los modos de realización anteriores, la formación de electrodos en la estación de aplicación puede comprender la formación de un primer y un segundo electrodos en el mismo lado de la película.

En algunos modos de realización, la formación de electrodos en la estación de aplicación puede comprender la formación de un primer y un segundo electrodos en lados opuestos de la película.

En algunos modos de realización, la aplicación del material conductor puede incluir un dopado por implantación de iones, defectos eléctricamente activos por implantación de iones o defectos eléctricamente activos inducidos por un haz de electrones.

En algunos modos de realización, la pluralidad de áreas en la superficie de la película electrocalórica que comprende el material conductor pueden estar configuradas con una pluralidad de extensiones lineales eléctricamente conectadas de material conductor a lo largo de la superficie de película separada por áreas espaciadoras.

En algunos modos de realización, la pluralidad de áreas en la superficie de película electrocalórica que comprende las áreas espadadoras de material conductor pueden estar dispuestas separadas en una dimensión de 0.2 veces el grosor de la película a 5 veces el grosor de la película.

En algunos modos de realización, la pluralidad de áreas en la superficie de película electrocalórica que comprende el material conductor pueden estar dispuestas separadas en una dimensión de 0.5 veces el grosor de la película a 2 veces el grosor de la película.

En algunos modos de realización, un método de fabricación de un módulo electrocalórico comprende la fabricación de un artículo electrocalórico de acuerdo con uno cualquiera o una combinación de los modos de realización anteriores y la disposición del artículo electrocalórico en un módulo electrocalórico que comprende el artículo electrocalórico, una primera conexión térmica configurada para conectarse a una primera trayectoria de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y el disipador de calor, una segunda conexión térmica configurada para conectarse a una segunda trayectoria de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y una fuente de calor y una conexión de energía conectada a los electrodos y configurada para conectarse a una fuente de energía.

En algunos modos de realización, el método de fabricación de un módulo electrocalórico puede además comprender la disposición de una pluralidad de artículos electrocalóricos en el módulo electrocalórico en una configuración apilada.

En algunos modos de realización, el método de fabricación de un sistema de transferencia de calor electrocalórico comprende la fabricación de un módulo electrocalórico de acuerdo con cualquiera de los modos de realización anteriores y la conexión de la primera conexión térmica a una primera trayectoria de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y un disipador de calor, la conexión de la segunda conexión térmica a una segunda trayectoria de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y una fuente de calor, la conexión de la conexión de energía a una fuente de energía y la conexión de un controlador configurado para aplicar, de forma selectiva, una tensión para activar los electrodos en coordinación con la transferencia de energía a lo largo de la primera y segunda trayectorias de flujo térmico para transferir calor desde la fuente de calor al disipador de calor.

Breve descripción de los dibujos

La materia de esta descripción se señala de forma particular y se reivindica claramente en las reivindicaciones en la conclusión de la memoria descriptiva. Las anteriores y otras características y ventajas de la presente descripción son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunción con los dibujos adjuntos en los cuales:

La figura 1 es una representación gráfica de un modo de realización de ejemplo de los métodos descritos en el presente documento,

La figura 2 es una representación esquemática de un módulo electrocalórico de la vista de la figura 2;

La figura 3A es una representación esquemática de una vista superior de electrodos en patrón en una configuración interdigitada, la figura 3b representa una representación esquemática de una vista lateral en sección trasversal de los electrodos en lados opuestos de una película electrocalórica y la figura 3C representa una representación esquemática de una vista lateral en sección trasversal de los electrodos en el mismo lado de una película electrocalórica; y Las figuras 4A, 4B y 4C, cada una, representa una representación esquemática de una configuración de patrón diferente para electrodos en patrón.

La figura 5 es una representación esquemática de un modo de realización de ejemplo de un sistema de trasferencia de calor electrocalórico.

La figura 6 es una representación esquemática de la fabricación rollo a rollo; y

La figura 7 es una representación esquemática de la fabricación de una hoja.

Descripción detallada

Con referencia ahora a las figuras, la figura 1 es una representación gráfica en formato de diagrama de flujo de un modo de realización de ejemplo de los métodos descritos en el presente documento. Tal y como se muestra en la figura 1, el bloque 110 del diagrama de flujo incluye la provisión de un rodillo de una película que comprende un material electrocalórico o un suministro de múltiples hojas de una película que comprende un material electrocalórico. La película electrocalórica puede suministrarse a un proceso desde otro proceso tal como un sistema de inventario que adquiere un suministro de película desde fuentes exteriores o de un proceso de fabricación de película. La película electrocalórica puede comprender cualquiera de varios materiales electrocalóricos. En algunos modos de realización, el grosor de película electrocalórica puede estar en un rango que tiene un límite inferior de 0.1 nm, de forma más específica 0.5 nm e incluso de forma más específica 1 nm. En algunos modos de realización, el rango de grosor de película puede tener un límite superior de 1000 μm, de forma más específica 100 μm e incluso de forma más específica 10 μm. Se ha de entender que estos límites de rango superior e inferior pueden combinarse de forma independiente para describir diversos rangos posibles diferentes. Ejemplos de materiales electrocalóricos para la película electrocalórica pueden incluir pero no están limitados a, materiales orgánicos (por ejemplo, cerámica), polímeros electrocalóricos y materiales compuestos de polímero/cerámica. Ejemplos de materiales inorgánicos incluyen pero no están limitados a PbTiOs ("PT"), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 ("PMN"), PMN-PT, LiTaO₃titanato de estroncio y bario (BST) o PZT (plomo, circonio, titanio, oxígeno). Ejemplos de polímeros electrocalóricos incluyen, pero no están limitados a, polímeros ferroeléctricos, polímeros de cristal líquido y elastómeros de cristal líquido.

Los polímeros ferroeléctricos son polímeros cristalinos o polímeros con un alto grado de cristalinidad, donde la alineación cristalina de las cadenas de polímero en láminas y/o estructuras esferulíticas puede modificarse por la aplicación de un campo eléctrico. Dichas características pueden proporcionarse por estructuras polares integradas en la cadena principal de polímero o anexadas a la cadena principal de polímero con una orientación fija a la cadena principal. Ejemplos de polímeros ferroeléctricos incluyen fluoruro de polivinilideno (PVDF), fluoruro de politrimetileno, nylon par, copolímeros que contienen unidades repetidas derivadas de fluoruro de vinilideno y copolímeros que contienen unidades repetidas derivadas de fluoruro de trietileno. El fluoruro de polivinilideno y los copolímeros que contienen unidades repetidas derivadas de fluoruro de vinilideno han sido estudiados ampliamente por sus propiedades ferroeléctricas y electrocalóricas. Ejemplos de fluoruro de vinilideno que contienen copolímeros con metacrilato de metilo y copolímeros con uno o más como monómeros halogenados que incluyen pero no están limitados a trifluoroetileno, tetrafluoroetileno, clorotrifluoroetileno, tricloroetileno, cloruro de vinilideno, cloruro de vinilo y otros monómeros halogenados insaturados.

Los polímeros de cristal líquido o cristales líquidos de polímero comprenden moléculas de polímero que incluyen grupos mesogénicos. Las estructuras moleculares mesogénicas son bien conocidas y a menudo se describen como estructuras moleculares a modo de varilla o de disco que tienen orientaciones de densidad de electrones que producen un momento de dipolo en respuesta a un campo externo tal como un campo eléctrico externo. Los polímeros de cristal líquido normalmente comprenden numerosos grupos mesogénicos conectados mediante estructuras moleculares no mesogénicas. Las estructuras de conexión no mesogénicas y su conexión, colocación y separación en la molécula de polímero junto con las estructuras mesogénicas son importantes para proporcionar la respuesta deformable de fluido al campo externo. Normalmente, las estructuras de conexión proporcionan una rigidez suficientemente baja de manera que la realineación molecular es inducida por la aplicación del campo externo y suficientemente alta para proporcionar las características de un polímero cuando no se aplica el campo externo.

En algunos modos de realización de ejemplo, un polímero de cristal líquido puede tener estructuras mesogénicas a modo de varilla en la cadena principal de polímero separadas por grupos espaciadores no mesogénicos que tienen flexibilidad para permitir la reordenación de los grupos mesogénicos en respuesta al campo externo. Dichos polímeros son también conocidos como polímeros de cristal líquido de cadena principal. En algunos modos de realización de ejemplo, un polímero de cristal líquido puede tener estructuras mesogénicas a modo de varilla fijadas a grupos laterales fijados a la cadena principal de polímero. Dichos polímeros son también conocidos como polímeros de cristal líquido de cadena lateral.

Con referencia de nuevo a la figura 1, en el bloque 115, la película es entregada al rodillo o al suministro de múltiples hojas a una estación de aplicación del material conductor. A partir de allí, el flujo de proceso procede al bloque 120, donde los electrodos se aplican a la(s) superficie(s) de película en la estación de aplicación del material conductor para formar un artículo electrocalórico. Los electrodos comprenden una disposición en patrón del material conductor. El flujo de proceso entonces procede al bloque 125, en el cual la película es entregada desde la estación de aplicación a un rodillo de recogida o un inventario de hojas electrocalóricas. El flujo de proceso después procede al bloque 130 de decisión, en el cual se plantea una consulta de si hay una demanda de sistema para artículos adicionales. Si la respuesta es no, el flujo de proceso procede al bloque 135 donde se puede implementar una parada de proceso. Si la respuesta es sí, el flujo de proceso procede al bloque 140 de decisión, en el cual se plantea una consulta de si hay suministro de película adecuado para una fabricación continuada de los artículos electrocalóricos. Si la respuesta es sí, el flujo de proceso procede al bloque 125 para la entrega de más película a la estación de aplicación del material conductor. Si la respuesta es no, entonces el flujo de proceso procede al bloque 120 para la provisión de película adicional.

Como se mencionó anteriormente, una disposición en patrón del material conductor se aplica en una estación de aplicación del material conductor para formar un(os) electrodo(s) en la película. Con referencia ahora a la figura 2, se representa de forma simétrica una vista lateral de un artículo electrocalórico. Tal y como se muestra en la figura 2, un primer electrodo 14 se conecta eléctricamente a un primer elemento 18 de bus eléctrico. De forma similar, un segundo electrodo 16 se conecta eléctricamente a un segundo elemento 20 de bus eléctrico. Los electrodos pueden ser de cualquier tipo de material conductor tal y como se describe con más detalle más abajo, incluyendo pero no limitados a capas metalizadas de un metal conductor tal como aluminio o cobre u otros materiales conductores tales como carbono (por ejemplo, nanotubos de carbono, grafeno u otro carbono conductor). También se pueden utilizar metales nobles pero no son obligatorios. También se pueden utilizar otros materiales conductores tales como un semiconductor dopado, cerámica o un polímero o polímeros conductores. Los electrodos 14 y 16 mostrados en la figura 4 pueden extenderse desde una posición en contacto con un elemento de bus eléctrico en un borde de la película y extenderse a través de la película hasta una posición que no está en contacto con el elemento de bus eléctrico de polaridad opuesta en el otro borde de la película 12. Por tanto, el primer electrodo 14 se conecta eléctricamente a un primer elemento 18 de bus eléctrico. De forma similar, el segundo electrodo 16 se conecta eléctricamente a un segundo elemento 20 de bus eléctrico. Los elementos de bus incluyen una conexión de energía (no mostrada) configurada para una fuente de energía eléctrica (no mostrada).

Con referencia de nuevo a la figura 2, se puede incluir de forma opcional uno o más elementos 22 de soporte para un soporte y una retención del elemento electrocalórico. Sin embargo, no se requieren elementos de soporte separados, ya que el soporte y la retención también se pueden proporcionar mediante los elementos de bus tal y como se muestra en la figura 2, descritos más abajo. Aunque no se requiere en todas las configuraciones de diseño, en algunos modos de realización, los elementos de soporte pueden estar hechos de un material eléctricamente no conductor. Pueden incluirse opcionalmente elementos 28 espaciadores para ayudar a mantener la separación de los elementos electrocalóricos adyacentes para una trayectoria de flujo de fluido para un fluido de trabajo (por ejemplo, o bien un fluido que se va a calentar o enfriar directamente tal como aire, o un fluido de trasferencia de calor tal como un compuesto orgánico dieléctrico). Se puede utilizar cualquier configuración de elementos espaciadores, tal como un conjunto de elementos espaciadores de disco discretos o elementos espaciadores que se extienden axial mente lineales o no lineales.

Al menos uno de los electrodos, y en algunos modos de realización ambos electrodos 14 y 16 comprenden una disposición en patrón de material conductor en la superficie de película 12 electrocalórica. En algunos modos de realización, la disposición en patrón puede comprender una pluralidad de áreas en la superficie de película electrocalórica que comprenden el material conductor separado por áreas espaciadoras no conductoras en la película electrocalórica. En algunos modos de realización, la separación entre las áreas que comprenden el material conductor puede estar en un rango con un límite inferior de 0.1 veces el grosor de la película o 10 veces el grosor de la película o 0.2 veces el grosor de la película y un límite superior de 5 veces el grosor de la película o 0.5 veces el grosor de la película o 2 veces el grosor de la película. En algunos modos de realización, dicha separación puede proporcionar un efecto técnico de promover la distribución a través de la película electrocalórica de un campo eléctrico formado cuando se alimenta a los electrodos. En algunos modos de realización, el(los) electrodo(s) que comprende(n) una disposición en patrón de material conductor puede(n) tener opcionalmente una capa protectora sobre el electrodo (por ejemplo, una capa de polímero protectora o de barrera) tal como la capa 19 protectora mostrada en la figura 2. En algunos modos de realización, se puede proporcionar una capa protectora o una barrera protectora para evitar que la humedad u otros contaminantes alcancen el(los) electrodo(s) y/o promueve la resistencia al arco eléctrico.

En algunos modos de realización, el(los) electrodo(s) puede(n) estar configurado(s) como una pluralidad de extensiones lineales conectadas eléctricamente de material conductor a lo largo de la superficie de película separada por áreas espaciadoras no conductoras en la película electrocalórica. En otras palabras, las áreas espaciadoras no conductoras proporcionan un área localmente no conductora pero no son tan extensivas como para aislar eléctricamente las extensiones entre sí. En algunos modos de realización, la separación entre extensiones lineales adyacentes como una función del grosor de película puede estar en cualquiera de los rangos anteriores. En algunos modos de realización, los electrodos en patrón pueden proporcionar un efecto técnico de promover el acomodo de fuerzas y tensiones resultantes de efectos electroestrictivos en la película electrocalórica que pueden acompañar a cambios de entropía en el material que produce el efecto electrocalórico. Varios modos de realización de ejemplo de configuraciones se describen más abajo con respecto a ciertas configuraciones de electrodo (por ejemplo, extensiones lineales de material conductor a lo largo de la superficie de película separados por áreas espaciadoras en la película electrocalórica), pero los efectos técnicos descritos anteriormente no están limitados a dichas configuraciones tal y como se expone adicionalmente más abajo.

Un modo de realización de electrodos que comprenden extensiones lineales de material conductor se muestra esquemáticamente en las figuras 3A, 3B y 3C. Tal y como se muestra en la figura 3A los electrodos 36 y 38 se muestran en una vista superior en la película 12 electrocalórica que tiene bordes 40, 42, 44 y 46. Los conectores 48 y 50 eléctricos proporcionan una conexión a una fuente de energía y/o a un controlador (no mostrado). Los electrodos 36 y 38 (y por tanto la primera y segunda superficies de película en las cuales se disponen los electrodos) pueden estar en el mismo lado de la película 12 electrocalórica tal y como se muestra en la figura 3C o en lados opuestos de la película 12 electrocalórica tal y como se muestra en la figura 3B. Tal y como se muestra en las figuras 3A-3C, áreas espaciadoras no numeradas de superficie de película libres del material de electrodos se interponen entre los dedos de electrodo y la separación entre los dedos se puede establecer con respecto al grosor de la película en cualquiera de los rangos descritos anteriormente.

En algunos modos de realización, las extensiones lineales de electrodo pueden extenderse en una dirección a lo largo de la superficie de película perpendicular a un vector de esfuerzo o tensión en la película electrocalórica durante el funcionamiento. Por ejemplo, el modo de realización de ejemplo de la figura 3A muestra electrodos que se extienden en una dirección perpendicular a un vector de esfuerzo o tensión en una dirección entre los bordes 42 y 44 de película. En algunos modos de realización (por ejemplo, en los modos de realización en los cuales el elemento electrocalórico está soportado en dos segmentos de borde opuestos, pero no en segmentos de borde perpendiculares a los bordes soportados), se puede producir un esfuerzo o tensión por el elemento electrocalórico en una dirección perpendicular a la dirección de la línea más corta entre los bordes soportados, en cuyo caso las extensiones lineales de electrodo pueden extenderse en una dirección paralela a la línea más corta entre los bordes soportados. Por supuesto, el borde soportado puede extenderse parcialmente alrededor del borde de la película electrocalórica o completamente alrededor del borde de la película electrocalórica, y pueden producirse esfuerzos y tensiones a lo largo de múltiples vectores.

Las extensiones lineales de electrodo mostradas en las figuras 3A comprenden proyecciones a modo de dedo rectas, pero se pueden utilizar muchas otras configuraciones. Se pueden utilizar extensiones lineales conforma curvada o compleja para acomodar varios patrones de esfuerzo/tensión a los que puede estar sometido un elemento electrocalórico durante el funcionamiento. En algunos modos de realización, las extensiones lineales pueden incluir características de interconexión que pueden mantener una conexión eléctrica entre las extensiones lineales si se daña una sección lineal. Varios modos de realización de ejemplo de patrones de electrodos se muestran en una vista superior en las figuras 4A, 4B y 4C. Cada una de las figuras 4A, 4B y 4C muestra una imagen superior de poco aumento y una imagen inferior de mucho aumento de modos de realización de ejemplo de extensiones lineales conforma curvada o compleja. En algunos modos de realización las extensiones lineales con forma curvada o compleja pueden proporcionar un efecto técnico de promover el acomodo de esfuerzos o tensiones en múltiples direcciones y en algunos modos de realización pueden promover el acomodo de esfuerzos o tensiones desde cualquier dirección (es decir, omnidireccional). Pueden utilizarse configuraciones de patrón de electrodos además de extensiones lineales separadas por áreas espaciadoras. Por ejemplo, una variación del grosor del material conductor de electrodo en una dirección normal a la superficie de película (que se puede repetir a través de la superficie) puede proporcionar una configuración con una estructura o patrón a modo de onda que puede absorber esfuerzos o tensiones en una dirección a lo largo de (paralela a) la superficie de película. También, modos de realización alternativos podrían incluir electrodos configurados con un patrón de un campo de metalización contiguo con áreas espaciadoras de forma circular, ovalada, poligonal u otras formas colocadas de forma aleatoria o regular en el campo de metalización.

En algunos modos de realización, los artículos electrocalóricos tal y como se describieron anteriormente pueden incorporarse en un sistema de trasferencia de calor electrocalórico. Un modo de realización de ejemplo de un sistema de trasferencia de calor electrocalórico se representa de forma esquemática en la figura 5. Tal y como se muestra en la figura 5, un sistema 10 de trasferencia de calor comprende un módulo electrocalórico que comprende una película 12 electrocalórica que tiene electrodos 14 y 16 en superficies opuestas de la misma. También se pueden utilizar múltiples elementos electrocalóricos configurados en un apilamiento. El elemento electrocalórico está en comunicación térmica con un disipador 17 de calor a través de una primera trayectoria 18 de flujo térmico conectada a través de una primera conexión térmica en el módulo y en comunicación térmica con una fuente 20 de calor a través de una segunda trayectoria 22 de flujo térmico conectada a través de una segunda conexión térmica en el módulo. Las trayectorias de flujo térmico son descritas más abajo con respecto a la transferencia térmica a través del flujo de un fluido de transferencia térmica a través de válvulas 26 y 28 de control entre el elemento electrocalórico y el disipador de calor y la fuente de calor, pero también pueden ser a través de una transferencia térmica conductora a través de interruptores termoeléctricos de calor en estado sólido en contacto térmicamente conductor con el elemento electrocalórico y la fuente de calor o el disipador de calor o interruptores termo mecánicos móviles para establecer un contacto térmicamente conductor entre el elemento electrocalórico y la fuente de calor o el disipador de calor. Un controlador 24 está configurado para controlar la corriente eléctrica a través de una fuente de energía (no mostrada) para activar de forma selectiva los electrodos 14, 16 a través de una conexión de energía en el módulo conectado a los electrodos. El controlador 24 también está configurado para abrir y cerrar válvulas 26 y 28 de control para dirigir de forma selectiva el fluido de trasferencia de calor a lo largo de la primera y segunda trayectorias 18 y 22 de flujo.

Durante el funcionamiento, el sistema 10 puede hacerse funcionar mediante el controlador 24 aplicando un campo eléctrico como un diferencial de tensión a través del elemento electrocalórico para provocar una disminución en la entropía y una liberación de energía térmica por los elementos electrocalóricos. El controlador 24 abre la válvula 26 de control para transferir al menos una porción de la energía térmica liberada a lo largo de la trayectoria 18 de flujo al disipador 17 de calor. Esta trasferencia de calor puede suceder después de que la temperatura de los elementos electrocalórico haya aumentado hasta una temperatura umbral. En algunos modos de realización, la trasferencia de calor al disipador 17 de calor se inicia tan pronto como aumenta la temperatura de los elementos electrocalóricos para ser aproximadamente igual a la temperatura del disipador 17 de calor. Después de la aplicación del campo eléctrico durante un tiempo para inducir una liberación y trasferencia deseadas de energía térmica desde los elementos electrocalóricos al disipador 17 de calor, se puede retirar el campo eléctrico. La retirada del campo eléctrico provoca un aumento en la entropía y una disminución en la energía térmica de los elementos electrocalóricos. Esta disminución en la energía térmica se manifiesta como una reducción en la temperatura de los elementos electrocalóricos hasta una temperatura por debajo de la fuente 20 de calor. El controlador 24 cierra la válvula 26 de control para terminar el flujo a lo largo de la trayectoria 18 de flujo y abre el dispositivo 28 de control para transferir la energía térmica desde la fuente 20 de calor a los elementos electrocalóricos más fríos para regenerar los elementos electrocalóricos para otro ciclo.

En algunos modos de realización, por ejemplo cuando se utiliza un sistema de trasferencia de calor para mantener una temperatura en un espacio acondicionado o un objetivo térmico, se puede aplicar en el campo de electricidad a los elementos electrocalóricos para aumentar su temperatura hasta que la temperatura del elemento electrocalórico alcance un primer umbral. Después del primer umbral de temperatura, el controlador 24 abre la válvula 26 de control para transferir calor desde los elementos electrocalóricos al disipador 17 de calor hasta que se alcanza un segundo umbral de temperatura. El campo eléctrico se puede continuar aplicando durante toda o una porción del periodo de tiempo entre el primer y segundo umbral es de temperatura y entonces se retira para reducir la temperatura de los elementos electrocalóricos hasta que se alcanza un tercer umbral de temperatura. El controlador 24 entonces cierra la válvula 26 de control para finalizar la transferencia de flujo de calor a lo largo de la trayectoria 18 de flujo térmico y abre la válvula 28 de control para trasferir el calor desde la fuente 20 de calor a los elementos electrocalóricos. Las etapas anteriores se pueden repetir de forma opcional hasta que se alcanza una temperatura objetivo del espacio acondicionado o del objetivo térmico (que puede ser o bien la fuente de calor o el disipador de calor).

Tal y como se mencionó anteriormente, se pueden aplicar varios tipos de materiales conductores en una configuración en patrón, incluyendo pero no limitados a metales, carbono, semiconductores dopados, cerámica o polímeros. Se pueden utilizar varios tipos de técnicas de aplicación. Por ejemplo, cualquiera de los materiales conductores anteriores se puede aplicar en una fase líquida o una fase en polvo, por ejemplo mediante el procesamiento de material conductor en partículas del tamaño de un pigmento incorporándose dentro de una tinta, una composición de revestimiento en polvo u otra composición de revestimiento líquida que se pueda aplicar con varias técnicas incluyendo pero no limitadas a, aplicación a chorro (por ejemplo, chorro de tinta), pulverización, aerosol, niebla o inversión. La aplicación del material conductor a través de dichas técnicas de aplicación también se puede utilizar para aplicar un reactivo o especies activadoras (las cuales en sí mismas no son necesariamente conductoras) que reaccionan o interactúan con las especies funcionales o grupo en la película para formar un material conductor en la superficie de película.

Los electrodos pueden ser de cualquier tipo de material conductor, incluyendo pero no limitado a, capas metalizadas de un metal conductor tal como aluminio o cobre u otros materiales conductores tales como carbono (por ejemplo, nanotubos de carbono, grafeno u otro carbono conductor). También se pueden utilizar metales nobles, pero no son obligatorios. También pueden utilizarse otros materiales conductores tales como un semiconductor dopado, cerámica o un polímero o polímeros conductores. Se pueden utilizar dopantes para crear una capa conductora en o cerca de la superficie de un material y se pueden incorporar durante la síntesis del material electrocalórico. El dopado puede lograrse aumentando de forma gradual o de forma brusca la concentración de donante o aceptador a través de la adición de elementos o componentes en fase de vapor, líquida o en polvo durante la síntesis. La activación del donante o los aceptadores se puede lograr durante la síntesis o después de la síntesis tal como con un proceso térmico posterior a la fabricación.

En algunos modos de realización, una modificación de superficie eléctricamente conductora puede comprender un revestimiento eléctricamente conductor o una capa superficial que es compatible con el material electrocalórico subyacente. Si el material electrocalórico comprende una composición cerámica electrocalórica, el revestimiento conductor compatible o la capa superficial comprende una composición cerámica eléctricamente conductora. La composición del revestimiento cerámico o de la capa superficial puede incluir dopantes para proporcionar o mejorar la conductividad eléctrica y puede incluir otras variaciones de composición del material electrocalórico subyacente con varios propósitos tal como mejorar el efecto conductor eléctrico del( de los) dopante(s). El revestimiento o la capa superficial se pueden aplicar como una cinta cerámica verde que está conformada como una capa de cinta superficial más externa con otras cintas cerámicas verdes para el material electrocalórico, seguido por una sinterización. De forma similar con composiciones electrocalóricas poliméricas, un revestimiento o capa superficial puede incluir un polímero eléctricamente conductor (incluyendo polímeros con sustituyentes que producen conductividad eléctrica) que se coextruye con un soporte de base de polímero electrocalórico. La composición de revestimiento polimérico o de la capa superficial puede incluir dopantes y/o sustituyentes en la molécula de polímero para proporcionar o mejorar la conductividad eléctrica y puede incluir otras variaciones de composición del material electrocalórico subyacente con varios propósitos tales como mejorar el efecto de conductividad eléctrica del(de los) dopante(s). Ejemplos de pares de composición de material electrocalórico y revestimiento incluyen lantano estroncio cromita o lantano estroncio cobalto, lantano titanato de estroncio dopado, etc.

En algunos modos de realización en los cuales el material electrocalórico comprende un polímero electrocalórico, se puede proporcionar un electrodo mediante una modificación superficial atómica o molecular que puede comprender un(os) sustituyente(s) unido(s) de forma covalente o iónica a moléculas de un polímero electrocalórico en la superficie del material. Los sustituyentes pueden incluir grupos donantes de electrones y/o aceptador es de electrones para proporcionar un efecto conductor eléctrico. Ejemplos de sustituyentes potenciales incluyen N, Si, As, Sb, Bi. Combinaciones de sustituyentes se pueden utilizar para mejorar adicionalmente el efecto conductor eléctrico. Se pueden lograr uniones químicas electivas de sustituyentes que incluyen conductividad eléctrica en la superficie del material electrocalórico mediante la introducción de moléculas de polímero sustituidas durante la fabricación. La unión química puede lograrse mediante la introducción de moléculas de polímero eléctricamente conductoras durante o en la ubicación de fabricación de una porción de superficie del material electrocalórico. De forma alternativa, se puede incluir un grupo funcional unido a la molécula de polímero que puede hacerse reaccionar o desplazarse (por ejemplo, con química húmeda o de vapor) o convertirse (por ejemplo, mediante calor o luz) para formar un grupo de conductividad mejorada unido a la molécula de polímero en la superficie expuesta del material electrocalórico.

También se puede utilizar una deposición de vapor para aplicar el material conductor. Las técnicas de deposición de vapor pueden incluir técnicas de deposición de vapor física o de deposición de vapor química. Ejemplos de técnicas de deposición de vapor física incluyen pero no están limitadas a pulverización por iones, donde un material objetivo está sujeto a una descarga de plasma que está ubicada magnéticamente alrededor o enfocada hacia el objetivo, haciendo que algo del objetivo sea expulsado como un vapor y depositado en la película. También se puede utilizar una deposición de vapor física de haz de electrones, donde el objetivo es bombardeado con un haz de electrones emitidos por un filamento de tungsteno cargado bajo vacío, provocando la vaporización del material objetivo y el metal de revestimiento sobre la película también situada en la cámara de vacío. La deposición por láser pulsada (PLD) bombardea un objetivo en una cámara de vacío con pulsos de láser de alta potencia, teniendo como resultado una pluma de plasma vaporizado desde el objetivo que es depositado en la película. También se pueden utilizar otras técnicas tales como una deposición de arco catódico o una deposición operativa. También se pueden utilizar técnicas de deposición de vapor químico (CVD) para depositar capas de metal (por ejemplo, aluminio, cobre) capas de carbono conductor tales como grafeno o nanotubos de carbono o semiconductores (por ejemplo, polisilicio) que se puede dopar para proporcionar la conductividad eléctrica necesaria para los electrodos.

También se puede utilizar una deposición de plasma y otras técnicas de pulverización térmica para aplicar el material conductor. La pulverización de plasma incluye la introducción de un material de alimentación en un chorro de plasma que emana de un soplete de plasma y dirigido hacia el sustrato. Una variante de una pulverización de plasma, conocida como una pulverización de plasma al vacío, se realiza bajo una baja presión y/o un gas inerte para minimizar cualquier producto intermedio y minimizar cualquier oxidación inducida por el procedimiento de los materiales de revestimiento. La pulverización por llama introduce un material de corriente de alimentación en una llama de combustión a alta temperatura dirigida hacia el sustrato. Otra alternativa es una pulverización de combustible de oxígeno a alta velocidad (HVOF) donde un combustible tal como el acetileno y el oxígeno son dirigidos en una corriente, juntos, hacia el sustrato y encendidos y la corriente de alimentación se introduce dentro de la corriente de combustión. Otras técnicas de pulverización térmica incluyen un combustible de aire a alta velocidad (HVAF), un revestimiento con pulverización por detonación (DSC), una pulverización en frío o una pulverización de arco eléctrico (por ejemplo, una pulverización de arco de alambre doble).

Técnicas de electrodeposición tales como la electroforesis, la galvanoplastia, o la pulverización electrostática, también pueden utilizarse para depositar el material conductor. La electroforesis, en la cual se atraen especies eléctricamente activas mediante un electrodo cargado en un lado opuesto de la película, se pueden aplicar a materiales electrocalóricos no conductores directamente, mientras que otras técnicas de electrodeposición pueden basarse en una etapa de funcionalización previa al tratamiento en la cual se hace la superficie de película receptiva a la electrodeposición. Técnicas químicas tales como una galvanización no electrolítica, o reacciones nucleofílicas o iónicas con grupos funcionales de polímeros en una película de polímero, también se pueden utilizar para depositar el material conductor. Tal y como se mencionó anteriormente, la aplicación del material conductor a la película se puede aplicar directamente como un material conductor o como cualquier otro material (no necesariamente conductor por sí mismo) que hace que la superficie de película sea conductora.

También se puede emplear una implantación de iones para depositar el material conductor depositando iones que pueden funcionar como portadores de carga (o bien electrones o agujeros). La implantación de iones se puede llevar a cabo formando iones positivos o negativos con un bombardeo de electrones de un gas que comprende átomos o moléculas ionizables y que acelera y enfoca de forma electromagnética los iones dentro de un haz dirigido contra un sustrato objetivo. Un separador magnético y una abertura interpuesta en el haz pueden limitar los iones que pasan a través del separador a aquellos de una masa y de valores de energía/carga objetivos. La energía de los iones y su composición y la del objetivo determinarán las profundidades de penetración del ión dentro del objetivo. En algunos modos de realización, la profundidad de penetración puede variar de 10 nm a 1 μm. Los iones pierden gradualmente su energía a medida que se desplazan a través del material electrocalórico sólido, tanto por colisiones ocasionales con átomos del objetivo como de arrastre debido al solapamiento de las órbitas de los electrones. En algunos modos de realización, la pérdida de energía iónica en el objetivo puede evitar que los iones penetren a través del material electrocalórico. En algunos modos de realización, la energía iónica del haz de iones puede estar en un rango que tiene un límite inferior de 1 keV, 5 keV o 10 keV y un límite superior de 500 keV, 250 keV, 150 keV o 100 keV. Los puntos finales del rango superior e inferior anteriores pueden combinarse de forma independiente para describir varios rangos diferentes, cada uno de los cuales se describe de forma explícita por la presente. La cantidad de carga de los iones implantados dentro del material electrocalórico puede controlarse mediante factores tales como la duración de la exposición del material al haz de iones. En algunos modos de realización, la implantación de iones puede proporcionar una dosis de implantación de iones en un rango con un límite inferior de 1 x 1017 iones/cm2, 1 x 1018 iones/cm2 o 1 x 1019 iones/cm2 y un límite superior de 1 x 1020 iones/cm2, 1 x 1021 iones/cm21 x 1022 iones/cm2. Los puntos finales del rango superior e inferior anteriores se pueden combinar de forma independiente para describir varios rangos diferentes, cada uno de los cuales se describe de forma explícita por la presente. La implantación de iones puede implementarse con materiales electrocalóricos poliméricos o cerámicos. En algunos modos de realización, las especies de iones implantadas pueden seleccionarse para sustituir el ion A en una estructura de perovskita ABO₃o el grupo y único en el material electrocalórico. Ejemplos de materiales de fuente de iones e iones correspondientes implantados incluyen, pero no están limitados a, La, Mn, Nv, Ta, V, Mg. Una descripción adicional con respecto al uso de la implantación de iones para depositar materiales conductores puede encontrarse en el documento WO 2018/232392.

Los iones energéticos también se pueden utilizar para penetrar dentro de la superficie de un material para producir defectos eléctricamente activos. La implantación de iones pesados tal como Ar puede producir efectos locales debido a la disociación o a la rotura de la cadena de polímero. Estos puntos y defectos extendidos algunas veces pueden ser suficientemente electrónicamente activos para producir una conductividad superficial. Los haces de electrones pueden utilizarse de forma similar para crear un punto y defectos extendidos tanto en materiales poliméricos como cerámicos en la superficie. La profundidad de penetración de la zona de daño es específica de la energía y del material. Aunque la modificación superficial basada en electrones puede tener como resultado una pérdida de oxígeno u otros constituyentes atómicos en materiales cerámicos, su efecto en polímeros tiende hacia una rearticulación de las cadenas de polímero en muchos momentos de la grafitización de la superficie, por lo tanto teniendo como resultado una superficie conductora. Dichos defectos se pueden formar exponiendo la superficie electrocalórica a un haz de electrones, produciendo una conductividad eléctrica en primer lugar a través del efecto electrónicamente activo o defectos en la estructura molecular que resultan de un impacto por electrones.

La realización de patrones del material conductor aplicado puede realizarse de varias maneras. En algunos modos de realización, la técnica de aplicación puede proporcionar la suficiente precisión de manera que el material conductor se aplica de forma selectiva, por ejemplo, mediante una aplicación dirigida con precisión a través de una aplicación de chorro o pulverización de una composición líquida o una corriente de deposición de vapor dirigida con precisión o una corriente de pulverización térmica. Tal y como se utiliza en el presente documento, el término aplicada de forma selectiva) significa que el material conductor se aplica sobre la película de una manera no uniforme. En algunos modos de realización, la aplicación selectiva puede comprender aplicar porciones de la película designadas para electrodos y no aplicar el material conductor a porciones de la película designadas para áreas espaciadoras no conductoras. En algunos modos de realización, y de forma opcional en combinación con la configuración de electrodo/espaciador descrita anteriormente, la aplicación selectiva puede comprender aplicar el material conductor con una variación de grosor (la cual se puede repetir) en una dirección normal a la superficie de la película.

En algunos modos de realización, la realización de patrones del material conductor aplicado comprende aplicar el material conductor a la película a través de una máscara. En algunos modos de realización, la máscara puede tener una configuración de forma que es negativa o la configuración deseada del(de los) electrodo(s) (por ejemplo, un negativo de las formas de electrodo mostradas en las figuras 3 y 4). Las máscaras pueden ser de un estilo fotolitográfico convencional en el cual un material de máscara que se puede retirar se adhiere de forma temporal a la película se coloca en contacto directo con la película, o máscaras de sombras en las cuales la máscara se sitúa con algo de distancia entre la máscara y la película. Las máscaras de estilo fotolitográfico pueden utilizarse con cualquiera de las técnicas anteriores. Las máscaras de sombra se pueden utilizar con cualquier técnica que dirija una corriente de material o energía hacia la película, incluyendo pero no limitadas a, una deposición de vapor, deposiciones de plasma u otras pulverizaciones térmicas, una implantación de iones o una deposición de chorro o de pulverización de líquido de polvo. Las máscaras de sombras pueden proporcionar cierta capacidad de apuntar en el proceso mediante el cambio del ángulo de la corriente con respecto a las aberturas de la máscara. Pueden utilizarse otras técnicas de realización de patrones para lograr una aplicación en patrón del material conductor tal como la aplicación de una funcionalización en patrón a la película por aplicación química de o la conversión al material conductor o la aplicación de un desactivador en patrón tal como un tratamiento previo superficial no conductor para evitar la electrodeposición del material de acuerdo con un patrón de un tratamiento previo superficial no conductor aplicado.

La realización de patrones también puede proporcionarse en un procesamiento de deposición posterior del material conductor aplicado en la película. En algunos modos de realización, el material conductor puede aplicarse por cualquiera de las técnicas anteriores o cualquier otra técnica a un área de campo en la película y entonces someterse a la retirada de los patrones para producir el electrodo en patrón. Se puede realizar un grabado de forma selectiva con haces o corrientes de grabado dirigidas con precisión (por ejemplo, haces de láser, haces de iones, haces de electrones) para una retirada de los patrones del material conductor o puede realizarse a través de una máscara (o bien de estilo fotolitográfico o una máscara de sombras). También se puede utilizar un grabado mecánico en algunos modos de realización.

Volviendo ahora a la figura 6, la figura muestra de forma esquemática un proceso de fabricación de rollo y un aparato. Como se muestra en la figura 6, un rollo 52 de suministro de película 54 es guiado mediante un rodillo 56 hasta una estación 58 de aplicación del material conductor donde se aplica un material conductor en patrón por cualquiera de las técnicas descritas anteriormente. La película 54 con el material 60 conductor en patrón sobre la misma es guiada desde la estación 58 de aplicación del material conductor por el rodillo 62 hasta un rollo 64 de recogida. En algunos modos de realización, el material conductor en patrón puede aplicarse primero a un soporte temporal (por ejemplo, una película de transferencia) en una segunda estación de aplicación del material conductor (no mostrada) mediante cualquiera de las técnicas descritas anteriormente y transferirse a la película 54 en la estación 58 de aplicación del material conductor. Este modo de realización opcional también se muestra en la figura 1, en la cual la película 66 de transferencia con el material 60 conductor en patrón sobre la misma es guiada desde el rollo 68 de película de transferencia a la estación 58 de aplicación del material conductor por el rodillo 70. El material 60 conductor en patrón es transferido a la película 54 electrocalórica y guiado al rollo 64 de recogida. La película de transferencia, ahora seca, es guiada por el rodillo 72 al rollo de recogida de película de trasferencia para su reutilización o reciclado.

La figura 7 muestra de forma esquemática un proceso de fabricación de una hoja y un aparato. Tal y como se muestra en la figura 7, un alimentador 78 de hojas que contiene un suministro de hojas dispensa una o más hojas 76 en la dirección de la flecha no numerada a la estación 58 de aplicación del material conductor. Como con el modo de realización de rollo de la figura 6, cualquiera de los métodos anteriores (incluyendo la trasferencia) se puede utilizar con la(s) hoja(s) 76 para aplicar el material conductor en patrón. Un expulsor de hojas (no mostrado) integrado con la estación 58 de aplicación del material conductor dirige la(s) hoja(s) a un inventario 80 de hojas.

Aunque la presente descripción ha sido descrita en detalle en conexión con únicamente un número limitado de modos de realización, debería entenderse fácilmente que la presente descripción no está limitada a dichos modos de realización descritos. Más bien, la presente descripción puede modificarse para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes que no se han descrito hasta ahora, pero que se ajustan al alcance de las reivindicaciones adjuntas. Adicionalmente, aunque se han descrito varios modos de realización de la presente descripción, se ha de entender que aspectos de la presente descripción pueden incluir únicamente alguno de los modos de realización descritos. Por consiguiente, la presente descripción no se debe considerar limitada por la descripción anterior, sino que está únicamente limitada por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de fabricación de artículos electrocalóricos, que comprende

(a) el suministro de un rollo (52) de una película (54) que comprende un material electrocalórico o un suministro de hojas (76) múltiples de una película que comprende un material electrocalórico;

(b) la entrega de la película desde el rollo o el suministro de hojas múltiples a una estación (58) de aplicación del material conductor;

(c) la formación de electrodos (14, 16) que comprenden una disposición en patrón de material (60) conductor en la película en la estación de aplicación para formar un artículo electrocalórico, en donde la formación de electrodos en la estación de aplicación comprende la aplicación de una disposición en patrón de un material conductor sobre un soporte temporal y la transferencia de la disposición en patrón del material conductor desde el soporte temporal a la película y en donde la formación de la disposición en patrón de material conductor al soporte temporal comprende:

(i) la aplicación, de forma selectiva, del material conductor a una pluralidad de áreas de soporte temporal y la pluralidad de áreas están separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película, (ii) la aplicación del material conductor a una pluralidad de áreas del soporte temporal a través de una máscara en patrón y la retirada de la máscara, en donde la pluralidad de áreas están dispuestas separadas en una dimensión de 0.1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

(d) la entrega de la película desde la estación de aplicación a un rollo (64) de recogida o un inventario (80) de hojas electrocalóricas; y

2. Un método de fabricación de artículos electrocalóricos, que comprende

(a) el suministro de un rollo (52) de una película (54) que comprende un material electrocalórico o un suministro de múltiples hojas (74) de una película que comprende un material electrocalórico;

(b) la entrega de la película desde el rollo o el suministro de múltiples hojas a una estación (58) de aplicación del material conductor;

(c) la formación de electrodos (14, 16) que comprenden una disposición en patrón de material (60) conductor en la película en la estación de aplicación para formar un artículo electrocalórico en donde la formación de la deposición en patrón del material conductor comprende:

(i) la aplicación, de forma selectiva, del material conductor a una pluralidad de áreas de la película y la pluralidad de áreas están dispuestas separadas en una dimensión de 0,1 veces el grosor de la película a 10 veces el grosor de la película,

3. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde la disposición en patrón del material (60) conductor incluye una conexión (48) de energía configurada para conectarse a una conexión eléctrica entre una fuente de energía y los electrodos (14, 16).

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la formación de los electrodos (14, 16; 38, 36; 314, 316) en la estación (58) de aplicación comprende la formación de un primer y un segundo electrodos en el mismo lado de la película (54).

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la formación de los electrodos (14, 16) en la estación (58) de aplicación comprende la formación de un primer y un segundo electrodos en lados opuestos de la película (54).

6. El método de las reivindicaciones 1 o 2, que incluye la aplicación de un material (60) conductor, incluye un dopado por implantación de iones, defectos eléctricamente activos por implantación de iones o defectos eléctricamente activos inducidos por un haz de electrones.

7. El método de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la pluralidad de áreas en la superficie de película electrocalórica que comprende el material (60) conductor están configuradas como una pluralidad de extensiones lineales conectadas eléctricamente de material conductor a lo largo de la superficie de película separadas por áreas espaciadoras.

8. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde la pluralidad de áreas en la superficie de película electrocalórica que comprende el material (60) conductor están dispuestas separadas en una dimensión de 0.2 veces el grosor de la película a 5 veces el grosor de la película.

9. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde la pluralidad de áreas de la superficie de película electrocalórica que comprende el material (60) conductor están dispuestas separadas en una dimensión de 0.5 veces el grosor de la película a 2 veces el grosor de la película.

10. Un método de fabricación de un módulo electrocalórico, que comprende la fabricación de un artículo electrocalórico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, y la disposición del artículo electrocalórico en un módulo (10) electrocalórico que comprende el artículo electrocalórico, una primera conexión térmica configurada para conectarse a una primera trayectoria (18) de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y un disipador (17) de calor, una segunda conexión térmica configurada para conectarse a una segunda trayectoria (22) de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y una fuente (20) de calor y una conexión de energía conectada a los electrodos (14, 16) y configurada para conectarse a una fuente de energía.

11. Un método de fabricación de un sistema (10) de trasferencia de calor electrocalórico, que comprende la fabricación de un módulo electrocalórico de acuerdo con la reivindicación 10 y la conexión de la primera conexión térmica a una primera trayectoria (18) de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y un disipador (17) de conexión, la conexión de la segunda conexión térmica a una segunda trayectoria (22) de flujo térmico entre el artículo electrocalórico y una fuente (20) de calor, la conexión de la conexión de energía a una fuente de energía y la conexión de un controlador (24) configurado para aplicar de forma selectiva una tensión para activar los electrodos (14, 16) en coordinación con una trasferencia de calor a lo largo de la primera y segunda trayectorias de flujo térmico para transferir el calor desde la fuente de calor al disipador de calor.