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Refrigeration through Barocaloric Effect Using the Spin Crossover Complex {Fe[H2B(pz)2]2(bipy)}
Physica Status Solidi (B) - Basic Solid State Physics ( IF 1.5 ) Pub Date : 2021-05-06 , DOI: 10.1002/pssb.202100108 Pedro J. von Ranke 1 , Bruno P. Alho 1 , Pedro H. S. da Silva 1 , Rafael M. Ribas 1 , Eduardo P. Nobrega 1 , Vínicius S. R. de Sousa 1 , Alexandre M. G. Carvalho 1, 2, 3 , Paula O. Ribeiro 1, 4
Physica Status Solidi (B) - Basic Solid State Physics ( IF 1.5 ) Pub Date : 2021-05-06 , DOI: 10.1002/pssb.202100108 Pedro J. von Ranke 1 , Bruno P. Alho 1 , Pedro H. S. da Silva 1 , Rafael M. Ribas 1 , Eduardo P. Nobrega 1 , Vínicius S. R. de Sousa 1 , Alexandre M. G. Carvalho 1, 2, 3 , Paula O. Ribeiro 1, 4
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Spin crossover complexes have a very striking signature of a huge volume change coupled with low–high spin conversion around a critical temperature, which can be pressure tuned in a large temperature interval. Herein, the barocaloric effect is reported in the spin crossover complex {Fe[H2B(pz)2]2(bipy)} (bipy = 2,2′-bipyridine) from theoretical and applied points of view. The experimental data reveal a giant barocaloric effect, through the isothermal entropy change (ΔST = 83 J kg−1 K−1) around T = 273 K, upon moderated hydrostatic pressure variation (ΔP = 2 kbar). The high and linear behavior in the pressure dependence of the phase transition temperature (19 K kbar−1) leads to a huge relative cooling power (RCP = 7296 J kg−1) upon ΔP = 3 kbar, which is discussed using Ericsson's cooling cycle. Theoretical results, obtained from a microscopic model, updated with the vibration modes from density functional theory (DFT) calculation, show remarkable agreement with the experimental data.
中文翻译：
使用自旋交叉复合物 {Fe[H2B(pz)2]2(bipy)} 通过气压热效应制冷
自旋交叉复合物具有非常显着的特征，即巨大的体积变化以及临界温度附近的低-高自旋转换，可以在大的温度间隔内进行压力调节。在此，从理论和应用的角度报道了自旋交叉复合物 {Fe[H 2 B(pz) 2 ] 2 (bipy)} (bipy = 2,2'- bipyridine) 中的压热效应。实验数据揭示了一个巨大的气压热效应，通过在T = 273 K附近的等温熵变化 (Δ S T = 83 J kg -1 K -1 ) ，在缓和的静水压力变化 (Δ P = 2 千巴）。在 Δ P = 3 kbar 时，相变温度 (19 K kbar -1 )的压力依赖性的高线性行为导致巨大的相对冷却功率 (RCP = 7296 J kg -1 ) ，使用 Ericsson 的冷却进行讨论循环。从微观模型获得的理论结果，用密度泛函理论 (DFT) 计算的振动模式更新，显示出与实验数据的显着一致性。
更新日期：2021-05-06
中文翻译：
使用自旋交叉复合物 {Fe[H2B(pz)2]2(bipy)} 通过气压热效应制冷
自旋交叉复合物具有非常显着的特征，即巨大的体积变化以及临界温度附近的低-高自旋转换，可以在大的温度间隔内进行压力调节。在此，从理论和应用的角度报道了自旋交叉复合物 {Fe[H 2 B(pz) 2 ] 2 (bipy)} (bipy = 2,2'- bipyridine) 中的压热效应。实验数据揭示了一个巨大的气压热效应，通过在T = 273 K附近的等温熵变化 (Δ S T = 83 J kg -1 K -1 ) ，在缓和的静水压力变化 (Δ P = 2 千巴）。在 Δ P = 3 kbar 时，相变温度 (19 K kbar -1 )的压力依赖性的高线性行为导致巨大的相对冷却功率 (RCP = 7296 J kg -1 ) ，使用 Ericsson 的冷却进行讨论循环。从微观模型获得的理论结果，用密度泛函理论 (DFT) 计算的振动模式更新，显示出与实验数据的显着一致性。
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