Τα τυπικά συστήματα ψύξης μεταφέρουν τη θερμότητα μακριά από ένα χώρο, μέσω ενός αερίου που ψύχεται όσο επεκτείνεται. Ωστόσο, όσο αποτελεσματική κι αν είναι αυτή η διεργασία, τα αέρια αυτά βλάπτουν αρκετά το περιβάλλον.
Τώρα, ερευνητές του Lawrence Berkeley National Laboratory εφηύραν ένα νέο τρόπο ψύξης, εκμεταλλευόμενοι τον τρόπο που αποθηκεύεται και απελευθερώνεται η ενέργεια όταν ένα υλικό αλλάζει φάση, όπως για παράδειγμα όταν ο πάγος μετατρέπεται σε υγρό νερό.
Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία σε ένα κομμάτι πάγου, αυτό θα λιώσει. Αυτό που δε γίνεται αντιληπτό όμως αμέσως, είναι πως η τήξη απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον, πρακτικά ψύχοντάς το.
Ένας τρόπος να λιώσουμε τον πάγο χωρίς να αυξήσουμε τη θερμότητα είναι να προσθέσουμε μερικά φορτισμένα σωματίδια ή αλλιώς ιόντα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι όταν προσθέτουμε αλάτι στους δρόμους για να αποτρέψουμε τη δημιουργία πάγου.
Ο τομέας των ψυκτικών μέσων είναι ένα άλυτο πρόβλημα. Κανείς δεν έχει αναπτύξει με επιτυχία μία εναλλακτική που ψύχει αντικείμενα, λειτουργεί αποτελεσματικά, είναι ασφαλές και δεν έχει αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Θεωρούμε πως ο ιοντοθερμιδικός κύκλος έχει την προοπτική να πετύχει όλους αυτούς τους στόχους αν εφαρμοστεί σωστά. – Drew Lilley, μηχανολόγος μηχανικός
- Η θεωρία λέει πως το νέο σύστημα μπορεί να βελτιώσει ή να αντικαταστήσει τα συστήματα ψύξης, καθώς μετακινώντας τα ιόντα μέσα σε αυτό, μπορεί να αλλάξει το σημείο τήξης του υλικού.
Μάλιστα δοκιμές με άλατα από ιώδιο και νάτριο, έδειξαν πως μπορούν να λιώσουν ανθρακικό αιθυλένιο, κάνοντας το σύστημα όχι απλά με μηδενικό GWP (δυναμική παγκόσμιας υπερθέρμανσης) αλλά με αρνητικό. Με λιγότερο από ένα volt ρεύματος στο πείραμα, μπόρεσε να επιτευχθεί μεταβολή θερμοκρασίας κατά 25 βαθμούς Κελσίου.
Υπάρχουν τρία πράγματα που προσπαθούμε να ισορροπήσουμε. Το GWP της ψύξης, την απόδοση ενέργειας και το κόστος του εξοπλισμού. Από την πρώτη μας προσπάθεια, τα δεδομένα είναι πολύ ενθαρρυντικά και στους τρεις τομείς.
Τώρα οι ερευνητές πρέπει να βγάλουν την τεχνολογία από το εργαστήριο και να τη δοκιμάσουν σε πρακτικά συστήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν εμπορικά σε μεγάλη κλίμακα. Μελλοντικά, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε συστήματα θέρμανσης.
Έχουμε αυτόν το νέο θερμοδυναμικό κύκλο και το πλαίσιο που συνδυάζει στοιχεία από διαφορετικά πεδία και δείξαμε πως μπορεί να λειτουργήσει. Τώρα είναι η ώρα για πειραματισμούς για να δοκιμάσουμε διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών και τεχνικών για να λύσουμε τις μηχανολογικές προκλήσεις.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Science.
