Ученые в США изобрели совершенно новый способ охлаждения

Ученые в Соединенных Штатах изобрели совершенно новый способ охлаждения вещей. Это ионокалорийное охлаждение, которое может заменить существующие методы и будет более безопасным и более экологичным.

Как пишет издание Science Alert со ссылкой на исследование ученых, обнародованное в научном журнале Science, ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Университета Калифорнии в Беркли смогли найти способ, помогающий заставить вещество поглощать и отдавать тепловую энергию.

Этот метод ионокалорийного охлаждения использует преимущества того, как энергия или тепло сохраняется или высвобождается, когда материал изменяет фазу, например, изменяя твердый лед на жидкую воду. При плавлении материал поглощает тепло из окружающей среды, а при отверждении выделяет тепло. Ионокалорийный цикл вызывает эту фазу и изменение температуры из-за потока ионов (электрически заряженных атомов или молекул), которые происходят из соли.

Исследователи надеются, что однажды этот метод сможет обеспечить эффективное отопление и охлаждение, на которое приходится большая часть используемой в домах энергии и поможет постепенно отказаться от текущих систем "компрессии пара", которые используют газы с высоким потенциалом глобального потепления как хладагенты. Ионокалорийное охлаждение устранит риск утечки таких газов в атмосферу путем замены их жесткими и жидкими компонентами.

Инженер-механик Дрю Лилли из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли отметил, что проблема с хладагентом — нерешенная проблема: "Никто не разработал альтернативное решение, которое могло бы охлаждать вещи, работать эффективно, и при этом быть безопасным и не загрязнять окружающую среду".

"Мы считаем, что ионокалорийный цикл имеет потенциал для достижения всех этих целей, если его внедрять должным образом", – отметил ученый.

Исследователи смоделировали теорию ионокалорийного цикла, чтобы показать, как она потенциально может конкурировать с используемыми сегодня хладагентами или даже повысить их эффективность. Тек, протекающий через систему, мог бы перемещать ионы в ней и смещать точку плавления материала, изменяя температуру.

Команда ученых провела эксперименты с использованием соли йода и натрия для расплавления этиленкарбоната. Этот обычный органический растворитель также используется в литий-ионных батареях и производится с использованием углекислого газа в качестве сырья. Это может сделать систему не только с нулевым GWP (потенциал глобального потепления)], но и отрицательным показателем.

Так что исследователи добились температурного сдвига на 25 градусов по Цельсию – его измерили путем применения менее одного вольта заряда. И результат превзошел то, что было достигнуто другими технологиями калорийности раньше.

"Есть три вещи, которые мы пытаемся сбалансировать: GWP хладагента, энергоэффективность и стоимость самого оборудования", — заметил Рави Прашер – инженер-механик из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.

"С первой попытки наши данные выглядят очень многообещающими по всем трем аспектам", — добавил он.

Ученые пояснили, что системы сжатия паров, которые используются в холодильных процессах, базируются на газах с высоким GWP. Страны, подписавшие Кигалийскую поправку (15 октября 2016 года в г. Кигали на XXVIII Совещании Сторон Монреальского протокола относительно веществ, разрушающих озоновый слой (Монреальский протокол) было достигнуто соглашение о поэтапном сокращении потребления гидрофторуглерод) обязались сократить производство и потребление на 80 процентов в течение последующих 25 лет. Поэтому, считают ученые, ионокалорийное охлаждение может сыграть в этом немаловажную роль.

Теперь исследователи будут пытаться вывести технологию из лаборатории на практические системы, которые можно использовать коммерчески и легко расширять. Эти системы можно использовать как для отопления, так и для охлаждения. Ученые получили предварительный патент на ионно-калорийный цикл охлаждения, и технология теперь доступна для лицензирования.

Читайте также: ученые рассказали, как холод угрожает телу, когда температура в помещении падает.

Хотите получать самые актуальные новости о войне и событиях в Украине – подписывайтесь на наш Телеграмм-канал!