La nuova generazione di fluidi termovettori basata sul nano

L’efficienza dei sistemi energetici che prevedono l’uso di fluidi termovettori può essere incrementata agendo su diversi aspetti, e tra questi vi è sicuramente la possibilità di adoperare fluidi con proprietà termofisiche migliorate, in particolare la conducibilità termica. Come noto, infatti, fluidi ad elevata conducibilità termica permettono di incrementare il coefficiente di scambio termico convettivo tra il fluido stesso e le superfici di scambio termico del sistema energetico, e questo consente di incrementare l’efficienza complessiva.

I nanofluidi

È possibile incrementare la conducibilità termica di un fluido disperdendo in esso sospensioni nanometriche di particelle solide di varia natura. Si parla, in questo caso, di nanofluido, ovvero di una miscela formata da un fluido di base (acqua, glicole etilenico, glicole propilenico, olio diatermico…) e particelle a dimensione nanometrica (nanoparticelle). Le particelle possono consistere in: ossidi metallici (Al2O3, CuO, Fe2O3, TiO2, ZnO…), metalli (Cu, Ag, Au…), ma anche materiali ceramici o basati sul carbonio, come ad esempio i nanotubi di carbonio (CNT, carbon nanotubes) o i nanocorni di carbonio (CNH, carbon nanohorns).

Negli ultimi anni si è anche assistito alla valutazione sperimentale e numerica di nanofluidi cosiddetti “ibridi”, ovvero che includono sospensioni formate da nanoparticelle diverse, per esempio Al2O3 + CuO. Grazie allo sviluppo della nanotecnologia, che ha permesso di ridurre la dimensione media delle particelle, lo studio dei nanofluidi ha assunto via via una maggiore rilevanza, in quanto è stato possibile sia migliorare la stabilità delle sospensioni sia incrementare l’entità dello scambio termico.