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EXPLORANDO LA ANISOTROPIA Y LA NO RECIPROCIDAD DE MATERIALES PARA LA GESTION TER...

EXPLORANDO LA ANISOTROPIA Y LA NO RECIPROCIDAD DE MATERIALES PARA LA GESTION TERMICA EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y EL AUMENTO DE TEMPERATURA SON DESAFIOS CADA VEZ MAYORES. LA GESTION TERMICA ES NECESARIA, DESDE, POR EJEMPLO, LA DISIPACION DE CALOR EN MICROPROCESADORES HASTA LA REGULACION DE TEMPERATURA EN EDIFICIOS. A... ver más

01/01/2021

FUNDACIO INSTITUT...

138K€

Presupuesto del proyecto: 138K€

Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

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Líder del proyecto

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 50K€

Presupuesto del proyecto 138K€

Descripción del proyecto EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y EL AUMENTO DE TEMPERATURA SON DESAFIOS CADA VEZ MAYORES. LA GESTION TERMICA ES NECESARIA, DESDE, POR EJEMPLO, LA DISIPACION DE CALOR EN MICROPROCESADORES HASTA LA REGULACION DE TEMPERATURA EN EDIFICIOS. AL MISMO TIEMPO, EL CONSUMO DE ENERGIA HA ALCANZADO LA ESCALA DE TERAVATIOS Y SE PREDICE QUE CONTINUARA AUMENTANDO. POR LO TANTO, ABORDAR ESTAS NECESIDADES REQUIERE ESTRATEGIAS CONFIABLES DE ENERGIA RENOVABLE QUE SE ACERQUEN A LOS LIMITES TERMODINAMICOS. EN ESTA PROPUESTA, ME CONCENTRO EN DOS ENFOQUES BASADOS EN EL APROVECHAMIENTO DE LUZ: ENFRIAMIENTO RADIATIVO Y CONVERSION DE ENERGIA TERMOFOTOVOLTAICA, PARA PROPORCIONAR GESTION TERMICA Y REFRIGERACION PASIVA, ASI COMO RECUPERACION DEL CALOR RESIDUAL, RESPECTIVAMENTE. ESTOS DOS ENFOQUES PUEDEN FORMAR LA BASE DE UNA PLATAFORMA DE ENERGIA RENOVABLE BASADA EN FOTONES TERMICOS, DONDE EL ENFRIAMIENTO RADIATIVO EXTRAE CALOR, MIENTRAS QUE LOS SISTEMAS TERMOFOTOVOLTAICOS (TPV) LO RECICLAN. A DIFERENCIA DE LOS ENFOQUES ESTANDAR PARA DISIPAR Y RECICLAR EL CALOR, BASADOS EN CONDUCCION Y CONVECCION, ESTA PROPUESTA SE REFIERE A LA RADIACION TERMICA: TRANSPORTE DE FOTONES EN EL VACIO, PARA CONTROLAR EL CALOR. EMITIDA POR LOS OBJETOS A TEMPERATURAS FINITAS, LA RADIACION TERMICA ES OMNIPRESENTE. BASADO EN LA RADIACION TERMICA, EL ENFRIAMIENTO RADIATIVO HA PERMITIDO UNA REDUCCION SIGNIFICATIVA Y PASIVA DE TEMPERATURA BAJO LUZ SOLAR DIRECTA A MACROESCALA, MIENTRAS QUE PARA LOS TPV ESTAN RECIBIENDO MAYOR ATENCION POR LAS PREDICCIONES QUE MUESTRAN QUE SU DE RENDIMIENTO SE ACERCA A LOS LIMITES TERMODINAMICOS. PARA CERRAR LA BRECHA ENTRE LA CONCEPCION ACADEMICA E IMAGINACION, Y LOS PROTOTIPOS Y DEMOSTRACIONES DE DISPOSITIVOS PRACTICOS, AQUI IDENTIFICO LOS OBSTACULOS ACTUALES EN LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO RADIATIVO Y TPV. PARA ABORDAR ESTOS DESAFIOS, PROPONGO APROVECHAR LAS PROPIEDADES NO TRIVIALES DE MATERIALES EMERGENTES, Y LOS ENFOQUES DE FOTONICA Y OPTOELECTRONICA MAS ESTANDARES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS. EN PARTICULAR, ME CONCENTRO EN ANISOTROPIAS EXTREMAS DE MATERIALES EMERGENTES DE BAJA DIMENSION DISPONIBLES EN TODAS LAS DIRECCIONES DE COORDENADAS (DENTRO Y FUERA DEL PLANO), ASI COMO EN CARACTERISTICAS TOPOLOGICAS DE MATERIALES WEYL PARA EFECTOS NO RECIPROCOS EN FRECUENCIAS DEL INFRARROJO MEDIO. EL PRIMERO PUEDE ALIVIAR EL REQUISITO DE NANOESTRUCTURAS COMPLEJAS PARA CONTROLAR DE MANERA EFICIENTE LAS CARACTERISTICAS ESPACIALES DE LA RADIACION TERMICA. EL ULTIMO, LA NO RECIPROCIDAD O RUPTURA DE LA LEY DE KIRCHHOFF ENTRE EMISION Y ABSORCION TERMICA, PUEDE MEJORAR LA EFICIENCIA DE ENFRIADORES RADIATIVOS Y SISTEMAS TPV. PROPONGO UN ANALISIS TERMODINAMICO DE LOS LIMITES FUNDAMENTALES EN EL RENDIMIENTO DEL ENFRIAMIENTO RADIATIVO Y LA CONVERSION DE ENERGIA EN SISTEMAS TPV DE MATERIALES NO RECIPROCOS, ASI COMO FORMAS DE MEJORAR EFECTOS NO RECIPROCOS BASADOS EN INTERACCIONES LUZ-MATERIA POTENCIADAS POR LOS POLARITONES PLASMON Y FONON. POR ULTIMO, APROVECHO LAS PROPIEDADES UNICAS DE MATERIALES DE BAJA DIMENSION, TOPOLOGICOS Y CON CAMBIO DE FASE PARA LA SINTONIZABILIDAD ACTIVA DE LA EMISION TERMICA EN CAMPO CERCANO Y LEJANO.MI GRUPO FORMADO RECIENTEMENTE EN ICFO ESTA COMPUESTO POR CINCO BECARIOS POSDOCTORALES, DOS ESTUDIANTES DE DOCTORADO Y DOS ESTUDIANTES DE PREGRADO. ESTA PROPUESTA DESCRIBE EL PAPEL DE TODOS LOS BECARIOS POSDOCTORALES EN LA INVESTIGACION PROPUESTA, ASI COMO UNA METODOLOGIA DETALLADA QUE SEGUIRA EL EQUIPO PARA ALCANZAR LOS OBJETIVOS. ANOFOTONICA\MATERIALES DE BAJA DIMENSIONALIDAD.\ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO\SISTEMA TERMOFOTOVOLTAICO\ENFRIAMIENTO RADIATIVO\PLASMO SUPERFICIAL Y FONON POLARITON\EMISION TERMICA\RADIACION TERMICA PLASMONICA

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