Лучше, чем это делает ваш холодильник: ученые придумали совершенно новый способ охлаждения

Ученые предлагают использовать совершенно новый способ охлаждения продуктов (и не только) в вашем холодильнике. Новый способ понижения температуры с потенциалом замены существующих методов называется ионокалорийным охлаждением.

• Студенты КПУ создали фильтр, который может очистить воду от всех загрязнений

Детали

Обычные охлаждающие системы отводят тепло из помещения с помощью холодного газа, расширяющегося на определенное расстояние. Это довольно эффективный процесс, но некоторые газы в холодильниках особенно вредны для окружающей среды. Вспомним хотя бы фреон, в современных холодильниках его не используют, но в ХХ веке он успел наделать большое количество дыр в озоновом слое. Заменители фреона в нынешних холодильниках не имеют такого разрушающего воздействия, но все равно сильно вредят окружающей среде.

Однако существует не один способ вынуждать вещества поглощать и отдавать тепло. Метод, разработанный учеными из Университета Калифорнии в Беркли, использует процесс накопления или выделения энергии, когда материал изменяет фазу, например когда твердый лед превращается в жидкую воду.

Очевидно, что, когда подогреть кусок льда, он растает. При этом мы не замечаем того, что плавление поглощает тепло из окружающей среды, охлаждая ее.

Один из способов заставить лед растаять без его нагревания – добавить несколько заряженных частиц или ионов. Типичным примером этого является посыпание дорог солью для предотвращения образования льда. Ионокалорийный цикл также использует соль для изменения фазы жидкости и охлаждения ее среды.

Инженер-механик Дрю Лилли из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии называет хладагенты нерешенной проблемой. По ее словам, никто не разработал альтернативное решение, которое охлаждает вещи, работает эффективно, является безопасным и не наносит вреда окружающей среде. Исследователи убеждены, что ионокалорийный цикл обладает потенциалом для достижения всех этих целей, если его правильно реализовать.

Исследователи использовали ионокалорийный цикл, чтобы продемонстрировать, как он может конкурировать с современными хладагентами или даже повысить их эффективность. Ток будет перемещать ионы, проходя через систему и смещая точку плавления материала, влияя таким образом на температуру.

Команда также провела эксперименты по расплавлению этиленкарбоната с помощью соли, изготовленной из йода и натрия. Этот органический растворитель также используется в литий-ионных батареях и производится с использованием углекислого газа в качестве сырья. Это может создать систему не просто с нулевым влиянием на глобальное потепление, а даже с негативным влиянием на выбросы углерода.

Системы, которые используются в процессах охлаждения, используют газы с высоким влиянием на глобальное потепление, такие как различные гидрофторуглероды. Некоторые страны даже подписали соглашения, обязывающие их сократить производство и потребление таких газов по крайней мере на 80 процентов в течение следующих 25 лет. Ионокалорийное охлаждение может сыграть в этом немаловажную роль.

Теперь ученые должны перенести свои достижения из лаборатории в сферу практического применения и сделать возможным расширение своей системы для использования в коммерческих целях. В перспективе ионокалорийное охлаждение можно будет использовать и для охлаждения, и для обогрева.

По словам исследователей, они создали совершенно новый термодинамический цикл и рабочую структуру, объединяющую элементы из разных отраслей. Далее будут проводиться эксперименты по проверке различных комбинаций материалов и техник, чтобы соответствовать инженерным вызовам.

Ранее оксфордские учёные заявили, что простая диета может помочь сохранить планету. Бороться с изменением климата можно не только с помощью экологического транспорта или уменьшения потребления энергии.