Naučnici Berkli laboratorije razvili su novu tehniku koja grejanje i hlađenje postiže prelaskom materijala iz čvrstog u tečno stanje i obrnuto. Na ovaj način postižu se velike promene temperature uz mali utrošak energije.
Potrebno je ekološki prihvatljivije i efikasnije rešenje (Foto: Jenny Nuss/Berkeley Lab)
Sistemi klimatizacije koje danas najčešće koristimo troše ogromne količine električne energije, ispuštaju velike kolličine gasova staklene bašte i doprinose začaranom krugu klimatskih promena. Oni koriste kompresiju pare, pa rashladno sredstvo kruži između tečnog i gasovitog stanja. U tečnom obliku ono apsorbuje toplotu iz prostorije i postaje para koja se zatim kompresuje i kondenzacijom ponovo postaje tečnost, prenoseći toplotu u tom procesu. Tečnost na kraju ponovo ulazi u isparivač i otpočinje novi ciklus.
Naučnici tragaju za alternativnim tehnologijama, ali je teško naći neku koja bi bila efikasna i ekološki prihvatljiva. Istražuju materijale koji menjaju agregatno stanje iz čvrstog u tečno umesto iz tečnog u gasovito. Ovakve promene obično nastaju delovanjem sile poput pritiska, uvrtanja, magnetizma ili električnih polja.
Inženjeri Berkli laboratorije kao okidač promene stanja koriste protok jona. Materijal se sastoji od soli joda i natrijuma, uz organski rastvarač etilen karbonat. Kada se struja primeni na čvrsti materijal dodaju mu se joni i on se topi, apsorbujući toplotu iz svog okruženja. U suprotnom joni se povlače iz materijala i on se ponovo kristališe u čvrstu materiju, oslobađajući akumuliranu toplotu.
Dodavanje jona izaziva topljenje, a njihovo uklanjanje ponovnu kristalizaciju (Foto: Jenny Nuss/Berkeley Lab)
Proces su nazvali "jonokalorično hlađenje" i tokom testiranja pokazao se prilično efikasnim. Naime, materijal je promenio temperaturu za 25°C pod samo 0,22 volta, što je daleko više od drugih sistema za hlađenje koji funkcionišu po principu promene stanja.
Istraživači su zadovoljni i veruju da je ova tehnika dobra u pogledu efikasnosti, ekološke prihvatljivosti i cene. Naravno, potrebno je sprovesti još dosta istraživanja vezanih za mogućnosti skaliranja i upotrebe različitih materijala.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Science.
