Вчені винайшли новий спосіб охолодження
Дослідники з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі та Каліфорнійського університету представили потенційно революційний метод зниження температури — іонокалоричне охолодження.
Про це повідомляє Science Alert.
Ця технологія має замінити сучасні системи, що працюють на шкідливих для довкілля холодоагентах, ефективнішим та безпечнішим процесом.
Традиційні холодильні установки працюють за принципом парового стиснення: рідина поглинає тепло під час випаровування в газ, який потім конденсується назад у рідину в замкненому циклі.
Попри ефективність, цей метод критикують через використання гідрофторвуглеців (ГФВ) — газів із високим потенціалом глобального потепління. Країни, що підписали Кігалійську поправку, зобов’язалися скоротити споживання ГФВ на 80% протягом наступних 25 років, що робить пошук альтернатив критично важливим.
Іонокалоричний метод використовує фізичне явище накопичення або вивільнення енергії під час фазового переходу матеріалу — наприклад, при перетворенні твердого льоду на рідку воду. Плавлення поглинає тепло з навколишнього середовища, створюючи ефект охолодження. Щоб змусити матеріал танути без прямого нагрівання, дослідники додають заряджені частинки (іони), подібно до того, як сіль використовують для запобігання обледенінню доріг.
Експерименти з використанням солі з йоду та натрію для розплавлення етиленкарбонату показали вражаючі результати. Застосування електричного заряду потужністю менш як один вольт дозволило змінити температуру на 25 °C. Оскільки етиленкарбонат може вироблятися з використанням вуглекислого газу, така система здатна стати не просто нейтральною, а «негативною» щодо викидів парникових газів.
За словами інженера-механіка Дрю Ліллі, досі нікому не вдавалося розробити рішення, яке було б одночасно ефективним, безпечним та екологічним. Іонокалоричний цикл претендує на досягнення всіх цих цілей. Крім того, у 2025 році міжнародна група дослідників підтвердила життєздатність ще ефективнішої версії системи з використанням солей на основі нітратів, які переробляються за допомогою електричних полів і мембран.
Наразі розробники працюють над виведенням технології з лабораторії для створення комерційних систем, які можна масштабувати. У перспективі ці установки зможуть забезпечувати не лише охолодження, а й ефективне опалення приміщень.
Результати дослідження були опубліковані в журналі Science.
