Berotzeko eta hozteko energia-eskaria da mundu osoko bizitegitarako ez diren eraikinen energia-kontsumoaren zati handi bat.

Eraikinen inguratzailea (hala nola hormak, teilatuak eta zoruak), bizitegi-aplikazioetan zein bizitegikoak ez diren aplikazioetan, eraikitze-objektu garrantzitsuenetako bat da, eta energiari dagokionez eraginkorrak diren diseinuez eta berrikuntzez balia daiteke. Eguzki-energia eta/edo berokuntza/ingurumen-hoztea eraikinaren osagaietan biltegiratzea barneko tenperaturaren eguneroko aldakuntza berdintzeko eta energia-eskaria nabarmen murrizteko modu bat da.

Helburu hori lortzeko modu bat fase-aldaketako materialetan (PCM) oinarritutako zementuzko produktu berriak garatzea da. Produktu berri horien ezaugarriak mikroegitura porotsu espezifiko/erantzungarri bat dira, PCMak hartzen dituena eta energia biltegiratzeko/askatzeko ahalmena duena, fase solido batetik likido baterako aldaketa itzulgarri baten ondorioz.

Testuinguru horretan, NRG-STORAGE proiektuak irtenbide berritzaile bat abiarazi nahi du, eraikinen inguratzaileetan erabiltzen diren egungo material isolatzaileak ordeztuko dituena, zementuzko apar multifuntzional eta energia aurrezteko (NRG-Foam) bat proposatuz.

NRG-Foam material konposatuak diseinatuta daude isolamendu termikoko propietateen eta beroa biltegiratzeko ahalmenaren arteko konpromisorik onena lortzeko, oinarri biologikoko fasea aldatzeko material mikrokapsulatuak (bio-MPCM) hasierako zementu-orean txertatuta.  

Gainera, grafenoz egindako nanogehigarriek, zementu-aparraren matrizeari zein MPCM frakzioari gehituta, konposatuaren propietate mekanikoak hobetzen laguntzen dute, baita gogortzearen ondoriozko kontrakzio-fenomenoak eta lotutako zahartze-ondorioak murrizten ere.

Aparraren energia biltegiratzeko ahalmena hobetzeko, bi sistema aktibo erabiliko dira, elkarrekin lan egingo dutenak konfigurazio optimizatu batean: (i) eskala materialeko sistema aktibo bat, PCMaren fusioa eragingo duena grafeno txertatuaren aktibazio elektrikoaren bidez; eta (ii) eskala errealeko kanpoko sistema aktibo bat, EBren aurreko proiektu batean garatua, bilgarriaren biltegiratze-ahalmena berreskuratuko duena PCM urtuak ebatziz.  

Sistema osagarri horiek optimizatu egingo dira, hiru klima-baldintza desberdinen (mediterraneoa, ozeanikoa eta kontinental hezea) arteko etekinik onena lortzeko. Testuinguru horretan, aurretiazko simulazioek egiaztatu dute energia biltegiratzeko ahalmena gutxienez % 15 hobetu dela egungo irtenbideekin alderatuta.

Azken finean, proiektuak eraikinen inguratzaileak azkar hazten lagunduko du merkatuan, bai birgaitzeko, bai eraiki berri diren objektuetarako, NRG-Foam material isolatzaile aurrefabrikatuaren hurrengo belaunaldiko TRL 5-7 mailak aplikatuz.

Proposatutako produktuak honako hauek bete nahi ditu: isolamendu-ahalmen hobetua ( % 25 baino gehiago), energia biltegiratzeko gaitasuna ( % 10 baino gehiago), urarekiko eta airearekiko estankotasuna ( % 10 gehiago gutxienez), eta material sintetikoetan, beira-zuntzetan edo harkaitz-artileetan oinarritutako soluzioen kostua ( % 15 baino gutxiago).

Soluzio oso eraginkor eta jasangarri horrek ere geruza txikiko lodiera du (GEPa baino % 50 finagoa), ez da sukoia, CO2 aztarna oso txikia uzten du, ez da toxikoa, isolamendu/xurgapen akustikorako gaitasuna du, egonkorra da dimentsioari dagokionez, ez dio eragiten barruko airearen kalitateari eta erraz birzikla daiteke.

Azkenik, proposatutako NRG-Foam panel aurrefabrikatu gisa gerta daiteke, fabrikazio- eta instalazio-kostu minimoekin, eta horrek aukera ematen du eraikin berrietan eta birgaitzeko helburuekin erabiltzeko.

Asmo handiko helburu horiek lortzeko, NRG-STORAGE proiektua 13 bazkidek osatutako diziplina anitzeko partzuergoan oinarritzen da.

CIC energiGUNEren rola

CIC energiGUNEren Energia Termikoko Soluzioen (TES) arloak NRG-STORAGE proiektuaren bi lan-paketetan parte hartzen du bereziki: energia termikoa biltegiratzeko osagaien diseinuan (WP1) eta NRG aparraren erresistentzia- eta garapen-hobekuntzen identifikazioan(WP2).

Horrela bada, zentroa, beste bazkide batzuekin lankidetza estuan, NRG-Foam-en diseinuaz arduratzen da nagusiki, material berritzaile horren konposatuen osagai guztien (zementu-orea, grafeno oxidozko nanoplaketak eta PCM mikrokapsulatua) karakterizazio termiko sakonaren bidez, ekoizpenaren erreproduzigarritasuna bermatzeko eta energia biltegiratzeko/askatzeko kantitate handiena bermatzen duten propietate termodinamikoak zehazteko.

2 urte eta erdi igaro ondoren

Proiektua hasi zenetik (2020ko apirila), honako aurrerapen hauek lortu dira:

• Osagai nanomodifikatuak (grafenoz eginak) diseinatu eta ekoiztea, zementu-orean eta fase-aldaketako material mikrokapsulatuetan gehitzeko.
• PCM mikrokapsulatuak (bio eta parafinaz eginak) garatu eta ekoiztea, kanpoko ingurunearekin duten erreaktibotasuna murrizteko, beroa transferitzeko eremua handitzeko eta PCMek partikulen barruan bolumen aldaketak maiz jasan ahal izateko.
• PCM mikroenkapsulatu nanomodifikatuaren garapena (grafeno hibridatua + kapsulak) eta fase-aldaketako zementuzko konposatua (PCCC) eroale termikoa eta elektrikoa.
• Osagaiak ezaugarritzea (propietate termiko egonkorrak eta dinamikoak).
• NRG-Foam konposatuen zenbakizko diseinua eta optimizazioa.
• NRG-Foam konposatuen galdaketa eta mikroegituren analisia.
• Erakusketa-eraikinen egiturazko diseinua eta eraikuntza. Gainazaleko geruzaren diseinua eta egitura-konexioa. Monitorizazio-sistema instalatzea.
• Erakustetxeen ponhover analisi sismikoan NRG-Foam panel isolatzaileak eta hormak pitzatzeko simulazioak.

NRG proiektuaren hurrengo etapa zirraragarria da, apar oparoenak instalazio esperimental monitorizatuetan eta benetako eraikinetan txertatuta. Beraz, proiektua eraginkorra dela frogatzeko bidean dago, bai isolamendu- eta biltegiratze-ahalmenari dagokionez, bai urarekiko eta airearekiko estankotasunari dagokionez, bai zementuzko material berri horren ekoiraunkortasunari eta kostuari dagokionez, baita eraikinetan energia modu aktiboan eta pasiboan biltegiratzeko fase-aldaketako materialei dagokienez ere.

NRG-STORAGE proiektua (870114 zenbakia) Europar Batasuneko H2020 Esparruak finantzatzen du, LC-EEB-01-2019, H2020-NMBP-ST-IND-2018-2020/H2020-NMBP-EEB-2019FOR GREEN ACTIVE/PASSIVE ENERGY STORAGE deialdiaren barruan.