Ionokalorično hlađenje koristi jone da pomera tačku topljenja materijala i tako apsorbuje toplotu iz okoline. Eksperimenti iz Berkeleyja pokazali su pomak temperature od 25 °C uz manje od 1 V, a upotreba etilen karbonata proizvedenog iz CO2 može rezultirati nultim ili negativnim GWP. Tehnologija ima potencijal da zameni HFC gasove, ali su potrebni dalji testovi, optimizacija materijala i skaliranje za komercijalnu primenu.
Ionokalorično hlađenje — revolucionarna, ekološka alternativa HFC rashladima
(nrd/Unsplash)
Ionokalorično hlađenje je nova metoda zasnovana na pomeranju tačke topljenja materijala pomoću jona, koja obećava efikasno hlađenje bez upotrebe gasova visokog GWP-a. Istraživanja vođena u Lawrence Berkeley National Laboratory i Univerzitetu Kalifornije (Berkeley) predstavljaju praktičan termodinamički ciklus koji kombinuje promene faza i električno upravljanje jonima.
YouTube Thumbnail
Kako funkcioniše?
Klasični rashladni sistemi uklanjaju toplotu isparavanjem i kondenzacijom radnog fluida. Ionokalorični ciklus, umesto toga, menja tačku topljenja radnog medijuma dovođenjem ili pomeranjem jona u sistemu. Kada se tačka topljenja pomeri tako da materijal prelazi iz čvrstog u tečno stanje, taj proces apsorbuje toplotu iz okoline i time hladi prostor.
Illustration of the ionocaloric cycle concept. (Jenny Nuss/Berkeley Lab)
Praktični eksperimenti i rezultati
U ranim eksperimentima tim je koristio so zasnovanu na jodidu i natrijumu da bi izazvao topljenje etilen karbonata, uobičajenog organskog rastvarača koji se koristi i u litijum-jonskim baterijama. Primena manje od 1 V dovela je do pomeraja temperature reda 25 °C (45 °F), što prema autorima nadmašuje performanse mnogih drugih kalorijskih tehnologija.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
"Pitanje izbora rashladnih sredstava je i dalje nerešeno," rekao je Drew Lilley iz Lawrence Berkeley National Laboratory. "Verujemo da ionokalorični ciklus može da ispuni sve ciljeve—efikasnost, bezbednost i ekološku prihvatljivost—ako se pravilno realizuje."
Ekološki potencijal
Etilen karbonat upotrebljen u eksperimentima može se proizvoditi koristeći CO2 kao sirovinu, pa sistem može imati nultu ili čak negativnu vrednost globalnog potencijala zagrevanja (GWP). To ga čini posebno zanimljivim kao alternativu HFC gasovima, čija se upotreba planira značajno smanjiti u skladu sa Kigali amandmanom.
The ionocaloric cycle in action. (Jenny Nuss/Berkeley Lab)
Dalji pravci i izazovi
Istraživanja su u toku: različite soli i kombinacije se ispituju radi pronalaska optimalnih materijala. U 2025. godini objavljeni su rezultati međunarodnog tima koji koristi nitrate i sistem reciklaže pomoću električnih polja i membrana, što potvrđuje očekivani razvoj polja. Glavni izazovi ostaju inženjersko skaliranje, sigurnost materijala, troškovi i integracija u komercijalne sisteme.
Rad je objavljen u časopisu Science. Autori ističu da je sada potrebno intenzivno eksperimentalno testiranje kako bi tehnologija prešla iz laboratorije u praktične primene — za hlađenje, a moguće i za grejanje.
Pomozite nam da budemo bolji.
