Chladničky a klimatizace mohou fungovat na zcela novém principu

Typické chladicí systémy odvádějí teplo z prostoru prostřednictvím plynu, který se při rozpínání ochlazuje. Přestože je tento proces účinný, některé z používaných plynů jsou obzvláště nešetrné k životnímu prostředí. Nová metoda nazvaná ionokalorické chlazení, kterou vyvinuli vědci z laboratoře Lawrence Berkeley a Kalifornské univerzity v Berkeley (USA), využívá způsobu, jakým se energie ukládá nebo uvolňuje při změně stavu materiálu, například když se pevný led změní na kapalnou vodu, jak píše server Science Alert.

Pokud zvýšíme teplotu, led roztaje. Jedním ze způsobů, jak přimět led k tání bez zvýšení teploty, je přidat několik nabitých částic nebo iontů. Běžným příkladem z praxe je posypávání silnic solí, aby se zabránilo tvorbě náledí. Ionokalorický cyklus rovněž využívá sůl ke změně stavu kapaliny a ochlazování jejího okolí.

Výzkumníci modelovali teorii iontokalorického cyklu, aby ukázali, jak by mohl konkurovat nebo dokonce zlepšit účinnost dnes používaných chladiv. Proud procházející systémem by v něm posouval ionty a měnil teplotu tání materiálu. Tým také provedl pokusy s použitím soli vyrobené z jódu a sodíku k roztavení ethylenglykarbonátu. Toto běžné organické rozpouštědlo se používá také v lithium-iontových bateriích a vyrábí se z oxidu uhličitého jako výchozího materiálu. Díky tomu by systém mohl mít nejen nulový GWP (potenciál globálního oteplování), ale dokonce záporný.

Při experimentu byl naměřen teplotní posun o 25 stupňů Celsia při použití méně než jednoho voltu náboje. Tento výsledek překonává dosavadní výsledky jiných kalorických technologií. Systémy stlačování par, které se v současnosti používají v chladicích procesech, využívají plyny s vysokým GWP, jako jsou různé fluorované uhlovodíky (HFC).

Země, které podepsaly dodatek z Kigali, se však zavázaly snížit výrobu a spotřebu HFC během příštích 25 let nejméně o 80 %. Ionokalorické chlazení by jim v tom mohlo pomoci. Výzkumníci nyní potřebují dostat tuto technologii z laboratoře do praktických systémů, které by se daly komerčně využít. Nakonec by se tyto systémy mohly používat jak pro vytápění, tak pro chlazení. Výzkum byl publikován v časopise Science.

Zdroj: sciencealert.com, science.org