Znanstvenici su izumili potpuno novi hladnjak – Tehnologija i energija – ZNANOST

Pozdravite ionokalorično hlađenje, otkriven je novi način za smanjenje žive, koji ima potencijal zamijeniti postojeće metode sigurnijim i više ekološkim metodama.

Uobičajeni rashladni sustavi prenose toplinu iz prostora putem plina koji se hladi dok se širi na određenu udaljenost. Koliko god ovaj proces bio učinkovit, neki od odabranih plinova koje koristimo posebno su nepovoljni za okoliš.

Međutim, postoji više od jednog načina na koji se neka tvar može prisiliti na apsorpciju i odbacivanje toplinske energije.

Nova metoda koju su razvili istraživači iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i Kalifornijskog sveučilišta, Berkeley, u SAD-u, koristi prednost načina na koji se energija pohranjuje ili oslobađa kada materijal promijeni stanje, na primjer kada se čvrsti led pretvori u tekuću vodu.

Povećajte temperaturu na komadu leda, otopit će se. Ono što pritom nećemo lako vidjeti je da topljenje apsorbira toplinu iz svoje okoline, učinkovito je hladeći.

Jedan od načina da se led otopi bez pojačavanja topline je dodavanje nekoliko nabijenih čestica ili iona. Stavljanje soli na ceste kako bi se spriječilo stvaranje leda čest je primjer isto u praksi. Ionokalorični ciklus također koristi sol za promjenu stanja tekućine i hlađenje okoline.

“Svijet rashladnih sredstava je neriješen problem”, kaže strojarski inženjer Drew Lilley iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley u Kaliforniji. “Nitko nije uspješno razvio alternativno rješenje koje čini stvari hladnim, radi učinkovito, sigurno je i ne šteti okolišu.”

“Mislimo da ionokalorični ciklus ima potencijal ispuniti sve te ciljeve ako se iskoristi na odgovarajući način.”

Istraživači su modelirali teoriju ionokalorijskog ciklusa da bi pokazali kako se potencijalno može natjecati s učinkovitosti današnjih rashladnih sredstava. Struja koja prolazi kroz sustav pomicala bi njegove ione, tako pomičući točku topljenja materijala čime bi došlo do promjene temperature.

Tim je također izvodio pokuse za topljenje etilen karbonata koristeći sol napravljenu s jodom i natrijem. Ovo uobičajeno organsko otapalo također se koristi u litij-ionskim baterijama, a proizvodi se korištenjem ugljičnog dioksida kao ulazne tvari. Isto bi sustav moglo učiniti ne samo GWP [potencijal globalnog zagrijavanja] nultim, nego GWP negativnim.

Temperaturni pomak od 25 stupnjeva Celzijusa izmjeren je primjenom manje od jednog volta naboja u eksperimentu, što je rezultat koji premašuje ono što su druge kalorijske tehnologije uspjele postići do sada.

“Postoje tri aspekta koje pokušavamo uskladiti: GWP rashladnog sredstva, energetsku učinkovitost i cijenu same opreme”, kaže strojarski inženjer Ravi Prasher iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley.

“Od prvog pokušaja, naši podaci izgledaju vrlo obećavajuće u sva tri aspekta.”

Sustavi kompresije pare koji se trenutno koriste u rashladnim procesima oslanjaju se na plinove koji imaju visok GWP, kao što su različiti fluorougljikovodici (HFC). Zemlje koje su potpisale Kigalijski amandman obvezale su se smanjiti proizvodnju i potrošnju HFC-a za najmanje 80 posto u sljedećih 25 godina – a ionokalorično hlađenje moglo bi odigrati značajnu ulogu u tome.

Sada, istraživači moraju prebaciti tehnologiju iz laboratorija u praktične sustave koji se mogu komercijalno koristiti i koji se mogu povećavati bez ikakvih problema. Na kraju bi se isti sustavi mogli koristiti za grijanje, kao i za hlađenje.

“Imamo ovaj potpuno novi termodinamički ciklus i rješenje koje okuplja elemente iz različitih područja te smo pokazali kako može funkcionirati”, kaže Prasher.

“Sada je vrijeme za eksperimentiranje kako bismo testirali različite kombinacije materijala i tehnika te odgovorili na inženjerske izazove.”

Izvor: Science Alert