Nový vynález v oblasti chlazení: nevyžaduje plyn, je ekologičtější než ledničky
Vědci právě oznámili zcela novou metodu chlazení nazvanou „ionokalorická“, která slibuje nahradit technologii komprese páry, která se v současné době používá ve většině chladniček, klimatizací a chladicích systémů.
V současné době téměř všechny domácí a průmyslové chladničky využívají technologii chlazení pomocí komprese páry, která je nejtradičnější a nejrozšířenější metodou na celém světě .
V běžných chladničkách funguje proces chlazení na principu komprese páry: speciální kapalina (nazývaná chladivo) se odpařuje, přičemž absorbuje teplo, a poté se komprimuje zpět do kapaliny, čímž vytváří uzavřený cyklus.
Tato metoda je účinná, ale škodlivá pro Zemi. Chladiva, jako jsou fluorované uhlovodíky (HFC), která se široce používají, mají velmi vysoký potenciál globálního oteplování (GWP), který je tisíckrát vyšší než GWP CO₂. Proto se svět snaží snížit používání HFC o 80 % během příštích 25 let v souladu s Kigalijskou novelou Montrealského protokolu.
Ionokalorická technologie otevírá zcela nový směr. Namísto použití plynu k odpařování využívá tato metoda změny stavu látky, například když led taje na vodu, k absorpci nebo uvolňování energie.
Ve studii zveřejněné v časopise Science skupina vědců z Národní laboratoře Lawrence Berkeley (USA) zjistila, že přidání nabitých částic (iontů) do kapaliny může způsobit její „tání“ nebo „zmrzání“ bez zvýšení nebo snížení teploty. Tento mechanismus je podobný tomu, jak se na zledovatělé silnice sype sůl, aby se led roztavil.
Při přívodu elektrického proudu se ionty pohybují a mění teplotu tání materiálu, čímž vytvářejí teplotní rozdíl a ochlazují okolní prostor.
Nový vynález v oblasti chlazení je nejen bezpečnější, ale také ekologičtější, což může přispět k významnému snížení emisí skleníkových plynů .
V experimentu vědci použili jodid sodný k tavení ethylenkarbonátu (běžného organického rozpouštědla v lithium-iontových bateriích). Při proudu nižším než 1 volt naměřili změnu teploty až o 25 °C, což je mnohem více než u současných chladicích technologií využívajících tepelný efekt.
Je pozoruhodné, že ethylenkarbonát se vyrábí z CO₂, takže tento systém má nejen nulový GWP, ale dokonce záporný, což znamená, že může absorbovat CO₂ z okolního prostředí.
„Chlazení, efektivní a bezpečný provoz bez poškození planety – v současné době neexistuje řešení, které by splňovalo všechna tato kritéria. Ale ionokalorický cyklus to dokáže,“ řekl strojní inženýr Drew Lilly, spoluautor studie.
Podle výzkumného týmu spočívají výhody ionokalorické technologie ve třech bodech: ekologičnost, energetická účinnost a nízké výrobní náklady. Pokud bude vyvinuta v komerčním měřítku, bude moci nahradit současné systémy komprese páry v chladničkách, klimatizacích a dokonce i ohřívačích.
V současné době se provádějí další experimenty s různými typy solí, aby se určil nejúčinnější materiál. Mezinárodní tým nedávno oznámil vylepšenou verzi této technologie, která využívá dusičnany, které lze zpracovávat pomocí elektrického pole, což otevírá praktičtější cestu pro použití v domácnostech.
„Když jsme začínali, byla to jen idea na papíře. Nyní máme kompletní termodynamický cyklus a co je nejdůležitější: funguje,“ tvrdí inženýr Ravi Prasher .
