Oamenii de știință au inventat o metodă complet nouă de refrigerare
Salutăm răcirea ionocalorică. Este o nouă metodă de scădere a temperaturilor, cu potențialul de a înlocui metodele actuale de răcire cu un proces mai sigur și mai prietenos cu mediul. Aceasta, conform sciencealert.com.
👉 Functionarea sistemelor tradiționale de refrigerare și impactul asupra mediului
În sistemele tradiționale de refrigerare, căldura este transportată 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 înapoi în lichid. Deși acest proces este eficient, unele dintre materialele ale căror refrigeranți sunt utilizați sunt deosebit de dăunătoare pentru mediu. Totuși, există mai multe moduri prin care o substanță poate fi forțată să absoarbă și să elibereze energia termică.
O metodă dezvăluită în 2023, dezvoltată de cercetători 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, așa cum se întâmplă când gheața solidă se transformă în apă lichidă. Creșteți temperatura unui bloc de gheață și acesta se va topi. Ceea ce poate să nu observăm atât de ușor este că topirea absoarbe căldură din împrejurimi, răcind efectiv acea zonă.
👉 Aplicarea sării în refrigerarea ionocalorică și avantajele ecologice
O metodă de a forța gheața să se topească fără a crește temperatura este adăugarea unor particule încărcate sau ioni. Exemplul cel mai comun este folosirea sării pe drumuri pentru a preveni formarea gheții. Ciclu ionocaloric folosește, de asemenea, sare pentru a schimba faza unui fluid și a răci împrejurimile. „Peisajul refrigeranților este o problemă nerezolvată”, a declarat 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 dăuneze mediului. 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 acesta, schimbând punctul de topire al materialului pentru a altera temperatura. Echipa a efectuat, de asemenea, experimente folosind o sare alcătuită din iod și sodiu pentru a topi carbonatul de etilenă. Acest solvent organic comun este utilizat, de asemenea, în bateriile cu litiu-ion și este produs folosind dioxid de carbon ca materie primă. Acest lucru ar putea face sistemul nu doar cu GWP (potențialul de încălzire globală) zero, ci chiar cu GWP negativ.
„Există trei lucruri pe care încercăm să le echilibrăm: GWP-ul refrigerantului, eficiența energetică și costul echipamentului în sine”, a spus inginerul mecanic Ravi Prasher de la Lawrence Berkeley National Laboratory. „Din primele teste, datele noastre arată foarte promițător în toate cele trei aspecte.” Sistemele actuale de compresie a vaporilor utilizate în procesele de refrigerare se bazează pe gaze cu GWP ridicat, cum ar fi diferite hidrofluorocarburi (HFC). Țările care au semnat Amendamentul Kigali s-au angajat să reducă producția și consumul de HFC-uri cu cel puțin 80% în următorii 25 de ani – iar răcirea ionocalorică ar putea juca un rol important în acest proces.
Acum, cercetătorii trebuie să scoată tehnologia din laborator și să o integreze în sisteme practice care să poată fi utilizate comercial și să se poată extinde fără probleme. În cele din urmă, aceste sisteme ar putea fi folosite atât pentru încălzire, cât și pentru răcire. Investigațiile în curs testează diferite săruri pentru a determina care combinații ar putea fi cele mai eficiente pentru a extrage căldura 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, care sunt reciclate folosind câmpuri electrice și membrane. Este exact ceea ce Prasher și echipa sa anticipau că cercetarea lor va conduce.
„Avem acest ciclu termodinamic complet nou și un cadru care reunește elemente din diferite domenii, și am demonstrat că poate funcționa”, a declarat Prasher. „Acum, este timpul pentru experimentare pentru a testa diferite combinații de materiale și tehnici pentru a face față provocărilor ingineriei.” O versiune anterioară a acestui articol a fost publicată în ianuarie 2023.