Cercetătorii de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley și de la Universitatea din California, Berkeley, din SUA, au inventat o soluţie de refrigerare a alimentelor care va face ca frigiderele clasice să devină amintire în următorii ani. Răcirea ionocalorică reprezintă o nouă modalitate de reducere a mercurului care are potențialul de a înlocui metodele existente cu ceva mai sigur și mai prietenos cu planeta, spun experţii.
Sistemele tipice de refrigerare transportă căldura departe de un spațiu prin intermediul unui gaz care se răcește pe măsură ce se extinde la o anumită distanță. Pe cât de eficient este acest proces, unele dintre gazele de alegere pe care le folosim sunt, de asemenea, 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 nouă 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.
Dacă va fi pusă în practică, această metodă va schimba din temelii modul în care refrigerăm alimentele. În esenţă, nu vom mai avea nevoie de frigidere, aşa cum arată ele în prezent.
Ciclul ionocaloric, o invenţie spectaculoasă
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.
„Peisajul de agenți frigorifici este o problemă nerezolvată”, spune inginerul mecanic 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 afecteze mediul înconjurător.”
„Credem că ciclul ionocaloric are potențialul de a îndeplini toate aceste obiective dacă este realizat 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, de asemenea, 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.
În cadrul experimentului a fost măsurată o schimbare de temperatură de 25 de grade Celsius prin aplicarea a mai puțin de un singur volt de sarcină, un rezultat care depășește ceea ce alte tehnologii calorice au reușit să obțină până în prezent.
„Sunt trei lucruri pe care încercăm să le echilibrăm: GWP-ul agentului frigorific, eficiența energetică și costul echipamentului în sine”, spune inginerul mecanic Ravi Prasher, de la Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Din prima încercare, datele noastre par foarte promițătoare în toate aceste trei aspecte.”
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 transpună în sisteme practice care pot fi utilizate în scopuri comerciale și care pot fi extinse fără probleme. În cele din urmă, aceste sisteme ar putea fi utilizate atât pentru încălzire, cât și pentru răcire.
„Avem acest ciclu termodinamic nou-nouț și un cadru care reunește elemente din diferite domenii și am demonstrat că poate funcționa”, spune Prasher.
„Acum, este timpul pentru experimentare pentru a testa diferite combinații de materiale și tehnici pentru a răspunde provocărilor inginerești.”
Cercetarea a fost publicată în revista Science.
Samsung Family Hub Side by Side, frigiderul cu ecran smart, lansat in România