Ионокалорическое охлаждение — новая технология, обеспечивающая эффективное снижение температуры, которая при этом безопасна для окружающей среды. Это прорывное решение, разработанное исследователями из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского университета, обещает стать более экологичной альтернативой традиционным холодильным системам, которые используют вредные для природы хладагенты.
Традиционные системы охлаждения работают за счёт испарения и конденсации хладагентов, таких как фторуглероды, которые поглощают тепло и затем отводят его из системы. Но эти вещества наносят вред экологии, и поиск безопасной замены давно стал актуальной задачей.
Ионокалорическая система использует иной подход. В её основе — возможность управлять фазовым переходом материала с помощью заряженных частиц. Это схоже с тем, как обычный лёд, тая, поглощает тепло из окружающей среды, охлаждая её. Вместо нагревания, чтобы инициировать таяние, в данной технологии используют ионы. Например, добавление соли на дороги снижает точку замерзания воды и предотвращает образование льда. Так и здесь: введение ионов изменяет фазу материала, охлаждая пространство вокруг.
«На сегодняшний день не было создано альтернативного метода охлаждения, который одновременно эффективен, безопасен и не вредит окружающей среде. Мы верим, что ионокалорический цикл может достичь всех этих целей при надлежащей реализации», — объясняет инженер-механик Дрю Лилли из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.
В ходе экспериментов ионокалорическая технология продемонстрировала впечатляющие результаты: при использовании заряда менее одного вольта удалось достичь температурного сдвига на 25 градусов по Цельсию, что превышает показатели других современных технологий.
Теперь задача исследователей — адаптировать ионокалорическое охлаждение для практического применения. В будущем такие системы смогут заменить традиционные парокомпрессионные системы, используя в процессе охлаждения ионами более экологичные материалы. Более того, они могут стать универсальными, выполняя не только функции охлаждения, но и обогрева, что делает их перспективной разработкой для климата в целом.
С внедрением этой технологии у нас появится возможность обеспечить эффективное охлаждение и отопление без ущерба для природы — ионокалорическое охлаждение обещает изменить индустрию бытовых и промышленных климатических систем.