Frigiderele, așa cum arată ele în prezent, ar putea să dispară din casele noastre. Cercetătorii au inventat o nouă metodă de răcire a alimentelor, cunoscută sub numele de răcirea ionocalorică. Este un nou mod de a reduce temperaturile, cu potențialul de a înlocui metodele existente de răcire cu un proces mai sigur și mai bun pentru planetă.
Sistemele tipice de refrigerare transportă căldura departe de un spațiu prin intermediul unui fluid care absoarbe căldura pe măsură ce se evaporă într-un gaz, care este apoi transportat printr-un tub închis și condensat înapoi într-un lichid.
Pe cât de eficient este acest proces, unele dintre materialele de alegere pe care le folosim ca agenți frigorifici sunt deosebit de neprietenoase cu mediul înconjurător.
Cu toate acestea, există mai multe moduri în care o substanță poate fi forțată să absoarbă și să cedeze energie termică.
O metodă inedită
O metodă dezvoltată de cercetătorii de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley și de la Universitatea din California, Berkeley, din SUA, profită de modul în care energia este stocată sau eliberată atunci când un material își schimbă faza, ca atunci când gheața solidă se transformă în apă lichidă, de exemplu, relatează Science.
Dacă creșteți temperatura unui bloc de gheață, acesta se va topi. Ceea ce s-ar putea să nu vedem atât de ușor este că topirea absoarbe căldura din mediul înconjurător, răcind-o efectiv.
O modalitate de a forța gheața să se topească fără a fi nevoie să mărim căldura este să adăugăm câteva particule încărcate, sau ioni. Punerea de sare pe șosele pentru a preveni formarea gheții este un exemplu obișnuit de acțiune. Ciclul ionocaloric folosește, de asemenea, sarea pentru a schimba faza unui fluid și a răci mediul înconjurător.
Răcirea ionocalorică, o soluție revoluționară
„Peisajul agenților frigorifici este o problemă nerezolvată”, afirmă expertul Drew Lilley, de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din California. „Nimeni nu a dezvoltat cu succes o soluție alternativă care să răcească lucrurile, să funcționeze eficient, să fie sigură și să nu dăuneze mediului înconjurător.”
„Credem că răcirea ionocalorică are potențialul de a îndeplini toate aceste obiective dacă este realizată în mod corespunzător.”
Cercetătorii au modelat teoria ciclului ionocaloric pentru a arăta cum ar putea concura potențial cu, sau chiar îmbunătăți eficiența agenților frigorifici utilizați în prezent.
Un curent care trece prin sistem ar mișca ionii din acesta, schimbând punctul de topire al materialului pentru a schimba temperatura.
Echipa a efectuat experimente
De asemenea, echipa a efectuat experimente folosind o sare făcută din iod și sodiu pentru a topi carbonatul de etilenă. Acest solvent organic comun este, de asemenea, utilizat în bateriile litiu-ion și este produs folosind dioxidul de carbon ca input. Acest lucru ar putea face ca sistemul să aibă nu doar GWP [potențialul de încălzire globală] zero, ci GWP negativ.
O schimbare de temperatură de 25 de grade Celsius a fost măsurată prin aplicarea a mai puțin de un singur volt de sarcină în cadrul experimentului, un rezultat care depășește ceea ce alte tehnologii calorice au reușit să obțină până în prezent.
„Există trei lucruri pe care încercăm să le echilibrăm: GWP-ul agentului frigorific, eficiența energetică și costul echipamentului în sine”, a declarat inginerul mecanic Ravi Prasher de la Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Din prima încercare, datele noastre par foarte promițătoare în toate aceste trei aspecte.”
Amendamentul de la Kigali
Sistemele de compresie a vaporilor utilizate în prezent în procesele de refrigerare se bazează pe gaze care au un GWP ridicat, cum ar fi diverse hidrofluorocarburi (HFC).
Țările care au semnat Amendamentul de la Kigali s-au angajat să reducă producția și consumul de HFC cu cel puțin 80% în următorii 25 de ani – iar răcirea ionocalorică ar putea juca un rol important în acest sens.
Acum, cercetătorii trebuie să scoată tehnologia din laborator și să o transforme în sisteme practice care să poată fi utilizate în scopuri comerciale și care să se extindă fără probleme. În cele din urmă, aceste sisteme ar putea fi utilizate atât pentru încălzire, cât și pentru răcire.