Oameni de știință au inventat o metodă complet nouă de refrigerare
Salutăm ionocaloricul, o metodă inovatoare de scădere a temperaturilor, ce are potențialul de a înlocui metodele actuale de răcire cu un proces mai sigur și mai prietenos cu planeta. Potrivit sciencealert.com, un nou sistem de refrigerare ar putea transforma modul în care utilizăm refrigeranții, făcându-i mai eficienți și mai puțin dăunători mediului.
👉 Funcționarea și avantajele sistemului ionocaloric
Sistemele de refrigerare tradiționale transportă căldura dintr-un spațiu printr-un fluid care absoarbe căldura pe măsură ce se evaporă într-un gaz, care este apoi transportat printr-un tub închis și condensat din nou într-un lichid. Deși acest proces este eficient, unele dintre materialele utilizate ca refrigeranți sunt deosebit de dăunătoare pentru mediu. Totuși, există mai multe moduri prin care o substanță poate fi forțată să absoarbă și să cedeze energie termică. O metodă dezvăluită în 2023, dezvoltată de cercetătorii de la Lawrence Berkeley National Laboratory și Universitatea din California, Berkeley, profită de modul în care energia este stocată sau eliberată atunci când un material își schimbă faza, cum ar fi în cazul în care gheața solidă se transformă în apă lichidă.
Creșterea temperaturii pe un bloc de gheață va provoca topirea acestuia. Ciudat este că topirea absoarbe căldura din împrejurimi, răcind efectiv acel spațiu. O modalitate de a forța gheața să se topească fără a crește temperatura este adăugarea unor particule încărcate sau ioni. Aplicarea de sare pe drumuri pentru a preveni formarea gheții este un exemplu comun al acestei acțiuni. Ciclu ionocaloric folosește, de asemenea, sare pentru a schimba faza unui fluid și a răci mediul înconjurător.
👉 Perspective și experimente viitoare în refrigerarea ionocalorică
„Peisajul refrigeranților este o problemă nerezolvată”, a spus inginerul mecanic Drew Lilley de la Lawrence Berkeley National Laboratory din California. „Nimeni nu a dezvoltat cu succes o soluție alternativă care să răcească, să funcționeze eficient, să fie sigură și să nu afecteze mediul. Credem că ciclul ionocaloric are potențialul de a îndeplini toate aceste obiective, dacă este realizat corespunzător.” Cercetătorii au modelat teoria ciclului ionocaloric pentru a arăta cum ar putea concura sau chiar îmbunătăți eficiența refrigeranților utilizați în prezent. Un curent care circulă prin sistem ar muta ionii din el, schimbând punctul de topire al materialului pentru a schimba temperatura.
De asemenea, echipa a desfășurat experimente utilizând o sare fabricată din iod și sodiu pentru a topi carbonatul de etilenă. Acest solvent organic obișnuit este utilizat și în bateriile cu litiu și este produs utilizând dioxid de carbon ca input. Acest lucru ar putea face sistemul nu doar cu GWP (potențialul de încălzire globală) zero, ci și GWP negativ.
„Există trei lucruri pe care încercăm să le echilibrăm: GWP al refrigerantului, eficiența energetică și costul echipamentului”, a spus inginerul mecanic Ravi Prasher de la Lawrence Berkeley National Laboratory. „Din primele încercări, datele noastre arată foarte promițător în toate aceste trei aspecte.” Sistemele de compresie a vaporilor utilizate în procesele de refrigerare depind de gaze cu GWP ridicat, cum ar fi diferitele hidrofluorocarburi (HFC-uri). Țările care au semnat Amandamentul Kigali s-au angajat să reducă producția și consumul de HFC-uri cu cel puțin 80% în următorii 25 de ani – iar refrigerarea ionocalorică ar putea juca un rol important în acest sens.
Acum, cercetătorii trebuie să scoată tehnologia din laborator și să o integreze în sisteme practice care pot fi folosite comercial și care pot fi scalate fără probleme. În cele din urmă, aceste sisteme ar putea fi utilizate atât pentru încălzire, cât și pentru răcire. Investigațiile în curs testează diferite săruri pentru a determina care combinații ar putea fi cele mai eficiente în extragerea căldurii dintr-un spațiu. În 2025, o echipă internațională de cercetători a publicat rezultatele unui studiu asupra unei versiuni foarte eficiente care utilizează săruri pe bază de nitrați, ce sunt reciclate folosind câmpuri electrice și membrane. Este exact ceea ce Prasher și echipa sa se așteptau ca cercetarea lor să ducă la.
„Avem acest ciclu termodinamic complet nou și un cadru care aduce împreună elemente din diferite domenii, și am arătat că este posibil”, a spus Prasher. „Acum, este timpul pentru experimente pentru a testa diferite combinații de materiale și tehnici pentru a face față provocărilor inginerești.” O versiune anterioară a acestui articol a fost publicată în ianuarie 2023.
