Oamenii de știință au inventat o metodă complet nouă de refrigerare
Salutăm ionocaloricul! Aceasta este o nouă metodă de reducere a temperaturilor, cu potențialul de a înlocui metodele existente de răcire printr-un proces mai sigur și mai prietenos cu planeta. Potrivit sciencealert.com, cercetătorii de la Lawrence Berkeley National Laboratory și Universitatea din California, Berkeley, au dezvoltat această tehnologie inovatoare.
👉 Descrierea procesului tradițional de refrigerare și limitările acestuia
Sistemele tipice de refrigerare 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 în lichid. Deși acest proces este eficient, unele dintre materialele pe care le utilizăm ca refrigeranți sunt deosebit de dăunătoare pentru mediu.
👉 Principii și avantajele ciclului ionocaloric
În 2023, cercetătorii au prezentat o metodă care folosește modul în care energia este stocată sau eliberată atunci când un material își schimbă faza, de exemplu, când gheața solidă se transformă în apă lichidă. Dacă creștem temperatura unui bloc de gheață, acesta se va topi. Cei mai puțin vizibili este că topirea absoarbe căldură din împrejurimi, răcorind efectiv zona. O modalitate de a forța gheața să se topească fără a crește temperatura este de a adăuga câțiva ioni încărcați.
Ciclul ionocaloric utilizează, de asemenea, sare pentru a schimba faza unui fluid și a răcori împrejurimile. "Peisajul refrigeranților este o problemă nerezolvată", a spus inginerul mecanic Drew Lilley de la Lawrence Berkeley National Laboratory din California. "Nimeni nu a reușit să dezvolte o soluție alternativă care să producă frig, 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 astăzi. Un curent electric care trece prin sistem ar muta ionii, modificând punctul de topire al materialului pentru a schimba temperatura. Echipa a efectuat și experimente folosind săruri pe bază de iod și sodiu pentru a topi carbonatul de etilenă. Acest solvent organic comun este utilizat și în bateriile litiu-ion și este produs folosind dioxid de carbon ca ingredient. Acest aspect ar putea face sistemul nu doar cu potențial zero GWP (potențial de încălzire globală), ci negativ.
"Există trei aspecte pe care încercăm să le echilibrăm: GWP-ul refrigerantului, eficiența energetică și costul echipamentului", a declarat inginerul mecanic Ravi Prasher de la Lawrence Berkeley National Laboratory. "Datele noastre de la prima încercare arată foarte promițător în toate aceste aspecte."
👉 Impactul potențial asupra industriei și perspectivele viitoare
Sistemele de compresie a vaporilor utilizate în procesele de refrigerare depind de 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 refrigerarea ionocalorică ar putea juca un rol major în acest sens. Acum, cercetătorii trebuie să aducă tehnologia din laborator în sisteme practice care pot fi utilizate comercial și care să se scaleze 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 atragerea căldurii dintr-un spațiu. În 2025, o echipă internațională de cercetători a publicat rezultatele unui studiu privind o versiune extrem de eficientă care utilizează săruri pe bază de nitrați, care sunt reciclate folosind câmpuri electrice și membrane. Acesta este exact ceea ce Prasher și echipa sa anticipaseră 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 spus Prasher. "Acum, este timpul pentru experimentare, 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.
