Ați auzit de răcirea ionocalorică? E un nou mod de a reduce mercurul care are potențialul de a înlocui metodele existente de refrigerare cu ceva mai sigur și mai prietenos cu mediul. Mai multe despre această descoperire în articolul ce urmează.

Sistemele tipice de refrigerare transportă căldura departe de un spațiu, îndeobște cel pe care-l numim refrigerat, prin intermediul unui gaz care se răcește pe măsură ce se extinde la o anumită distanță. Pe cât de eficient este acest proces, unele dintre gazele folosite în acest proces sunt, de asemenea, și deosebit de neprietenoase cu mediul înconjurător. Cu toate acestea, există mai multe moduri în care o substanță poate fi forțată să absoarbă și să cedeze energie termică.

Noua metodă de răcire

O nouă metodă dezvoltată de cercetătorii de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley și de la Universitatea Berkeley din California, profită de modul în care energia este stocată sau eliberată atunci când un material își schimbă faza, ca atunci când gheața solidă se transformă în apă lichidă, de exemplu. Dacă creștem temperatura unui bloc de gheață, acesta se va topi. Ceea ce s-ar putea să nu vedem atât de ușor este că topirea absoarbe căldura din mediul înconjurător, răcind-l efectiv.

Ionii care topesc gheața, de la șosele la frigiderele viitorului

O modalitate de a forța gheața să se topească fără a fi nevoie să mărim căldura este să adăugăm câteva particule încărcate, sau ioni. Pare complicat, însă e mai simplu decât pare. Știi iarna când se pune sare pe șosele pentru a preveni formarea gheții? Este exact un exemplu obișnuit de acțiune. Ciclul ionocaloric folosește, de asemenea, sarea pentru a schimba faza unui fluid și a răci mediul înconjurător.

Problema de bază

În peisajul agenților frigorifici care se folosesc în prezent la toate unitățile de răcire există o problemă nerezolvată. Mai exact, până acum, nimeni nu a dezvoltat cu succes o soluție alternativă care să răcească lucrurile, dar să poată bifa concomitent și următoarele: 
    • să funcționeze eficient 
    • să fie sigură 
    • să nu afecteze mediul înconjurător.

Ciclul ionocaloric

Din primele cercetări se pare însă că ciclul ionocaloric are potențialul de a îndeplini toate aceste obiective enumerate mai sus, dacă este realizat în mod corespunzător.

Cercetătorii au modelat teoria ciclului ionocaloric pentru a arăta cum ar putea concura el metodele folosite în prezent sau, în celălalt scenariu, să îmbunătățească eficiența agenților frigorifici utilizați în prezent. Un curent care trece prin sistem ar mișca ionii din acesta, schimbând punctul de topire al materialului, pentru a schimba în final temperatura. Echipa a efectuat, de asemenea, experimente folosind o sare făcută din iod și sodiu pentru a topi carbonatul de etilenă. Acest solvent organic comun este, de asemenea, utilizat în bateriile litiu-ion și este produs folosind dioxidul de carbon ca input. Acest lucru ar putea face ca sistemul să aibă nu doar GWP (așa-numitul potențial de încălzire globală) zero, ci GWP negativ. O schimbare de temperatură de 25 de grade Celsius a fost măsurată prin aplicarea a mai puțin de un singur volt de sarcină în cadrul experimentului, un rezultat care depășește ceea ce alte tehnologii calorice au reușit să obțină până în prezent.

Reglajele 

Însă nu e totul gata pentru producția de masă. Mai exact, mai sunt câteva lucruri care trebuie echilibrate: GWP-ul agentului frigorific, eficiența energetică și costul echipamentului în sine. Totuși, în comparație cu sistemele actuale, lucrurile par promițătoare.
Sistemele de compresie a vaporilor utilizate în prezent în procesele de refrigerare se bazează pe gaze care au un GWP ridicat, cum ar fi diverse hidrofluorocarburi (HFC). Țările care au semnat Amendamentul de la Kigali s-au angajat să reducă producția și consumul de HFC cu cel puțin 80% în următorii 25 de ani - iar răcirea ionocalorică ar putea juca un rol important în acest sens.

Pașii următori

Ce mai trebuie făcut acum, este ca cercetătorii să perfecteze tehnologia în așa fel încât ea să poată fi scoasă din laborator, ca să fie implementată în sisteme și aparate de larg consum. Mai exact care să poată fi utilizată în produse comerciale. În cele din urmă, aceste sisteme ar putea fi utilizate atât pentru încălzire, cât și pentru răcire și ar putea revoluționa acest domeniu.