Development of shape stabilized thermal energy storage materials based on inorganic chloride salts by direct sol-gel method

• Yanio E. Milián ^[1] ; Svetlana Ushak ^[1]
  1. [1] Center for Advanced Research in Lithium and Industrial Minerals (CELiMIN)
• Localización: Acta Nova, ISSN 1683-0768, Vol. 9, Nº. 5, 2020, págs. 754-772
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo de materiales de almacenamiento de energía térmica estabilizados en forma basados en sales de cloruro inorgánico mediante el método directo sol-gel
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se analizo el potential de varios materiales mejorados para el almacenamiento de energía térmica, específicamente para el almacenamiento de calor latente (LHS) y para el almacenamiento de energía termoquímica (TCS). Se aplico el uso de un proceso directo sol-gel, utilizando tetraetil ortosilicato como monómero, para obtener materiales de almacenamiento de energía térmica estabilizada de forma (material SS-TES) a base de diferentes sales inorgánicas (MgCl2·6H2O, MnCl2 y LiCl) y residuos de Industria minera no metálica: bischofita (95% de MgCl2·6H2O) y carnalita (73% de KCl.MgCl2·6H2O). Se ofreció un análisis detallado de los materiales desarrollados basado en difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y análisis térmicos. Un nuevo material de bajo costo de carnalita / SiO2 mostro un pico de absorción atípico a 50 ° C, que aumenta con el contenido de carnalita en el material final, lo que indica un posible potencial como medio de almacenamiento termoquímico, para aplicaciones de baja temperatura, por debajo de 100 ° C. Sin embargo, la aplicación del método sol-gel en las condiciones estudiadas en este trabajo no permitió obtener materiales SS-TES a base de MgCl2·6H2O, MnCl2 y carnalita para LHS, lo que indica que son necesarios ajustes futuros para obtener resultados satisfactorios.

  • English

    The potential of several improved materials was analyzed for thermal energy storage in this work, specifically for latent heat storage (LHS) and for thermochemical energy storage (TCS). The use of a direct sol-gel process, using tetraethyl orthosilicate as monomer, was applied to obtain shape stabilized -thermal energy storage materials (SS-TES material) based on different inorganic salts (MgCl2·6H2O, MnCL and LiCl) and wastes from non-metallic mining industry: bischofite (95% of MgCl2·6H2O) and carnallite (73% of KCl-MgCl2·6H2O). A detailed analysis was offered for the developed materials based on x-ray diffraction, scanning electronic microscopy and thermal analyses. A new low-cost material of carnallite/SiO2 showed an atypical absorption peak at 50 °C, which increase with the content of carnallite in the final material, indicating a possible potential as a thermochemical storage medium, for low temperature applications, below 100 °C. However, the application of the sol-gel method under the conditions studied in this work did not allow to obtain SS-TES materials based on MgCl2·6H2O, MnCl2 and carnallite for LHS, which indicates that future adjustments are necessary to obtain satisfactory results.