Pozdravite jonokalorično hlađenje. To je novi način za snižavanje temperatura sa potencijalom da se postojeće metode hlađenja stvari zamene procesom koji je bezbedniji i bolji za planetu.
Tipični sistemi za hlađenje prenose toplotu iz prostora preko tečnosti koja apsorbuje toplotu dok isparava u gas, koji se zatim transportuje kroz zatvorenu cev i kondenzuje nazad u tečnost. Koliko god da je ovaj proces efikasan, neki od izabranih materijala koje koristimo kao rashladna sredstva su posebno nepovoljni za životnu sredinu.
Međutim, postoji više od jednog načina na koji se supstanca može prisiliti da apsorbuje i odbacuje toplotnu energiju.
Metoda predstavljena prošle godine, koju su razvili istraživači iz Nacionalne laboratorije Lavrence Berkelei i Univerziteta Kalifornije u Berkliju, koristi prednosti načina na koji se energija skladišti ili oslobađa kada materijal promeni fazu, kao kada se čvrsti led pretvara u tečnu vodu, za primer.
Podignite temperaturu na bloku leda, on će se istopiti. Ono što možda ne vidimo tako lako je da otapanje apsorbuje toplotu iz okoline, efikasno je hladeći.
Jedan od načina da se led topi bez potrebe za pojačavanjem toplote je dodavanje nekoliko naelektrisanih čestica ili jona. Stavljanje soli na puteve kako bi se sprečilo stvaranje leda je uobičajen primer ovoga na delu. Jonokalorični ciklus takođe koristi so da promeni fazu tečnosti i ohladi njenu okolinu.
„Pejzaž rashladnih sredstava je nerešen problem“, rekao je mašinski inženjer Dru Lili iz Nacionalne laboratorije Lorens Berkli u Kaliforniji u januaru 2023.
„Niko nije uspešno razvio alternativno rešenje koje čini stvari hladnim, efikasno radi, bezbedno je i ne šteti životnoj sredini. Mislimo da jonokalorični ciklus ima potencijal da ispuni sve te ciljeve ako se na odgovarajući način realizuje.“
Istraživači su modelirali teoriju jonokaloričnog ciklusa kako bi pokazali kako ona potencijalno može da se takmiči sa, ili čak da poboljša, efikasnost rashladnih sredstava koja se danas koriste. Struja koja prolazi kroz sistem bi pomerila jone u njemu, pomerajući tačku topljenja materijala da bi promenila temperaturu.
Tim je takođe sproveo eksperimente koristeći so napravljenu sa jodom i natrijumom da bi rastopio etilen karbonat. Ovaj uobičajeni organski rastvarač se takođe koristi u litijum-jonskim baterijama i proizvodi se korišćenjem ugljen-dioksida kao ulaza. To bi moglo učiniti sistem ne samo GVP [potencijal globalnog zagrevanja] nulom, već GVP negativnim.
Temperaturni pomak od 25 stepeni Celzijusa (45 stepeni Farenhajta) je izmeren primenom manje od jednog volta naelektrisanja u eksperimentu, rezultat koji premašuje ono što su druge kalorične tehnologije uspele da postignu do sada.
„Postoje tri stvari koje pokušavamo da izbalansiramo: GVP rashladnog sredstva, energetsku efikasnost i cenu same opreme“, rekao je mašinski inženjer Ravi Prašer iz Nacionalne laboratorije Lorens Berkli.
„Od prvog pokušaja, naši podaci izgledaju veoma obećavajuće o sva tri ova aspekta.
Sistemi kompresije pare koji se trenutno koriste u rashladnim procesima oslanjaju se na gasove koji imaju visok GVP, kao što su razni hidrofluorougljenici (HFC).
Zemlje koje su potpisale Kigalijski amandman obavezale su se da će smanjiti proizvodnju i potrošnju HFC-a za najmanje 80 procenata u narednih 25 godina – a jonokalorično hlađenje bi moglo da igra glavnu ulogu u tome.
Sada, istraživači treba da izvuku tehnologiju iz laboratorije u praktične sisteme koji se mogu komercijalno koristiti i koji se povećavaju bez ikakvih problema. Na kraju, ovi sistemi bi se mogli koristiti i za grejanje i za hlađenje.
„Imamo ovaj potpuno novi termodinamički ciklus i okvir koji spaja elemente iz različitih oblasti, i pokazali smo da može da funkcioniše“, rekao je Prašer.
„Sada je vreme za eksperimentisanje da se testiraju različite kombinacije materijala i tehnika kako bi se odgovorilo na inženjerske izazove.“
