Datozen urteetan, konponbide berritzaile eraginkorragoak, garbiagoak eta aldakorragoak bilatu beharko dira trantsizio energetiko azkar baterako. Irtenbide horien artean, energia termikoa biltegiratzea eta energia biltzea dira, argi eta garbi, etorkizunera begira gehien nabarmentzen diren prozesuetako bi. Hala ere, prozesu horien aurrerapenak eta bideragarritasunak hainbat baldintza operatibotan erabilitako sistemen eta materialen portaera termodinamikoa behar bezala eta zehatz ezagutzea dakar.

Materialen portaera termodinamikoak, ziur asko, institutuko ikasle-urteetara garamatza, irakaslea gas idealen ekuazioa ulertarazten tematzen zenean (PV = nRT). Ekuazio hau egoera-ekuazio bezala ezagutzen dena da, hau da, sistema bat erabat deskribatzeko aukera ematen digun ekuazio bat, hainbat aldagairen arteko erlazioaren bidez, zeinei egoera-aldagaiak deitzen baitzaie.

Adibidez, gas idealen ekuazioan gasen dentsitateak (bolumena) tenperatura eta presioekin erlazionatzen dira. Zorionez, guretzat, eta beharbada irakaslearentzat, gas idealen ekuazioa, termodinamikoki, erraza da, baina gas baten kasu idealean bakarrik aplikatzen da. Horregatik, zehatzagoa da gas monoatomikoak (gas nobleak) edo gas diatomiko homonuklearrak (esaterako, O2 oxigenoa edo N2 nitrogenoa) presio baxuetan eta tenperatura moderatuetan, gas ideal baterako ez baitira kontuan hartzen molekulen arteko elkarreraginak. Eta, gainera, gas idealaren ekuazio hori ezin zaio fase-aldaketari aplikatu, hau da, gasa likidoan kondentsatzeari.

Nahiz eta egoera-ekuazioak oso erabilgarriak izan, gaur egun ez dugu baldintza posible guztietan edozein substantziaren portaera iragartzen duen ekuazio globalik. Une honetan, ikerketa eta esperimentazioa ezinbestekoak dira materialen, nahasketen edo sistemen portaera baldintza termodinamiko desberdinetan ezaugarritu eta aurreikusten saiatzeko. Horregatik, beste instalazio batzuen artean, CIC energiGUNEn, hainbat sistemaren portaera aztertzeko baldintza-tarte zabal batean, fabrikazio propioko ekipamenduak daude, hala nola likidoetarako bi PVT ekipo eta presio-gasetarako gailu bat.

PVT ekipoak CETONIren Nemesys modulu batez osatzen dira, presioa (gehienez 80 MPa) eta bolumena kontrolatu ahal izateko, laginak jartzen diren gelaxka batera konektatuta. Gelaxka honetan tenperatura kontrola daiteke bero-trukagailu baten edo alkandora termiko baten bidez, eta horiekin -20 ºC-tik 250 ºC-ra bitarteko tartea estaliko da.

Horrela, CIC energiGUNEn sistemen portaera termodinamikoa ikertzeko gai gara hainbat egoera-aldagairen bidez, hala nola presioa (P), bolumena (V) eta tenperatura (T). Adibidez, PVT ekipoek hainbat baldintzatan esperimentuak egiteko aukera ematen digute, eta baldintza bereizgarrienak, baldintza isokorioak -non bolumen konstantea mantentzen den-, isobarikoak -non presioa baita konstante mantentzen dena- eta isotermak -non oraingoan tenperatura baita konstante mantentzen dena- dira. Esperimentu horiekin, gure sistemak ezaugarritzeko gai gara, hainbat parametroren bidez. Esperimentu mota isotermoa, isobaroa edo isokoroa den, hauek dira garrantzitsuenak: konprimagarritasun isotermaren koefizientea, dilatazio termiko isobarikoa eta tentsio isokorikoaren koefizientea, hurrenez hurren.

Karakterizazio termodinamikoko saiakuntzen adibide gisa, CIC energiGUNEn, fase-aldaketako materialen saiakuntza isobarikoak (presio konstantea) egiten ditugu. Saiakuntza horietan, fase-trantsizioa gertatzen den tenperatura nola aldatzen den ikertzen da, PCMak jasaten duen presioaren arabera.

PCM bat hoztean pase-aldaketa gertatzen den tenperaturan aldaketa bat ikusten den kurba isobarikoak.

Karakterizazio termodinamikoko saiakuntza horiez gain, PVT ekipoak presioak eta tenperaturak esku hartzen duten beste saiakuntza batzuetarako erabil daitezke, hala nola elektrifikazio-saiakuntzetarako. Karakterizazio-saiakuntzen baldintza berberetan (hau da, isobarikoak, isotermikoak eta isokorikoak), material eta sistema desberdinetarako elektrizitatearen sorrera iker daiteke, hala nola tribu-sorgailuak, pieza-sorgailuak, bateriak eta superkondentsadoreak.

Adibidez, CIC energiGUNEn, gaur egun sistema heterogeneo liofobikoen saiakuntza isotermikoak egiten dira Electro-Intrusion proiektuaren esparruan (Horizon 2020 esparru-programaren FET-PROACTIVE), zeinak bibrazioak (energia mekaniko barreiatua) eta hondar-beroa (energia termiko erabilgarria) elektrizitate bihurtzea eta modu eraginkorrean atzemateko metodo egokiak garatzea bilatzen duen. Sistema heterogeneo liofobiko horiek matrize porotsuz eta matrizea bustitzen ez duen likido batez osatuta daude, eta presioak jasaten dituzte bibrazioetan konpresioa eta ulermen mekanikoa simulatzeko eta, horrela, elektrizitatea sortzeko matrize porotsuan likidoa intrusioan/estrusioan nanotriboelektrifikazioaren bidez.

Amaitzeko, gaur egun, CIC energiGUNEren presio-gasen unitatea CO₂ superkritikoaren (P. 7,38 MPa eta T 31,1 ºC) metalezko laginetan tratamenduak egiteko, gainazaleko propietateak aldatzeko. Zehazki, hainbat aplikaziotan erabiltzen diren gainazal superhidrofobikoak lortzean zentratzen gara, hala nola korrosioak eragindako kaltea murriztea horretarako joera duten inguruneetan edo bero-trukagailu eraginkorragoak sortzea.

Gure ikertzaileen ekipamenduari eta ezagutzari esker, CIC energiGUNEtik karakterizazio termodinamikoko eta elektrifikazioko saiakuntza aurreratuak egin ditzakegu, biltegiratze termikoko sistemak eta energia hartzea garatu eta optimizatzeko, etorkizun garbiago eta eraginkorrago baterako trantsizio energetikoa errazten dutenak.