Jeste li čuli za ionokalorično hlađenje? Riječ je novom načinu za smanjenje temperature koji ima potencijal zamijeniti postojeće metode nečim što je sigurnije i manje štetno za planet.

Tipični rashladni sustavi prenose toplinu iz prostora putem plina koji se hladi. Koliko god ovaj proces bio učinkovit, neki od plinova koje koristimo također su posebno štetni za okoliš. Međutim, postoji više od jednog načina na koji se tvar može prisiliti da apsorbira i odbacuje toplinsku energiju, piše Science Alert.

Nova metoda koju su razvili istraživači iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i kalifornijskog sveučilišta u SAD-u, koristi energiju koja se pohranjuje ili oslobađa kada materijal promijeni fazu, na primjer kada se čvrsti led pretvori u tekuću vodu.

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

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

“Slika 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 realizira na odgovarajući način”, dodao je.

Istraživači su modelirali teoriju ionokalorijskog ciklusa kako bi pokazali kako se potencijalno može natjecati s, ili čak poboljšati, učinkovitost rashladnih sredstava koja se danas koriste. Struja koja prolazi kroz sustav pomicala bi ione u njemu, pomičući točku taljenja materijala kako bi promijenila temperaturu, prenosi N1.

Tim je također izvodio pokuse koristeći sol napravljenu od joda i natrija za topljenje etilen karbonata. Ovo uobičajeno organsko otapalo također se koristi u litij-ionskim baterijama, a proizvodi se korištenjem ugljičnog dioksida kao ulazne tvari. To bi moglo učiniti da sustav bude ne samo GWP (potencijal globalnog zagrijavanja) neutralan, nego GWP negativan.

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 stvari koje pokušavamo uravnotežiti: GWP rashladnog sredstva, energetska učinkovitost i cijena same opreme”, kaže strojarski inženjer Ravi Prasher iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley.

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

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 veliku ulogu u tome.

Sada, istraživači moraju izvući tehnologiju iz laboratorija u praktične sustave koji se mogu komercijalno koristiti i koji se povećavaju bez ikakvih problema. Na kraju bi se ovi sustavi mogli koristiti za grijanje, ali i za hlađenje. “Imamo ovaj potpuno novi termodinamički ciklus i okvir koji okuplja elemente iz različitih područja i pokazali smo da može funkcionirati”, kaže Prasher.

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