Команда ученых из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета разработала новый метод охлаждения. Их метод основан на том, что они называют «ионокалорическим циклом», разновидностью калорического цикла, который вызывает фазовое изменение (например, таяние льда), чтобы охладить или нагреть окружающую среду. Методы, включающие калорический цикл, такие как магнито- или электрокалорическое охлаждение, уже существуют, но требуют гораздо больше места и ресурсов и поэтому не нашли широкого распространения. Однако ученые из Беркли продемонстрировали, что использование ионов для стимуляции фазовых переходов из твердого состояния в жидкое создает более эффективный охлаждающий эффект.

Как мы уже разобрались, это не совсем новая концепция. Мы уже используем соль — разновидность заряженных ионов — для таяния льда, который в противном случае сделал бы дороги слишком опасными для движения по ним. Ионокалорический цикл привносит этот эффект в охлаждение, пропуская ток через систему охлаждения для перемещения ионов внутри, что изменяет температуру плавления материала. Когда материал плавится, он поглощает тепло из окружающей среды, что приводит к изменению температуры. Когда его ионы удаляются и материал возвращается в твердое состояние, он «отдает» это тепло окружающей среде.

Ионокалорический цикл.

Команда протестировала ионокалорический цикл с использованием соли, приготовленной из йода и натрия, которая расплавила органический растворитель этиленкарбонат. После подачи менее одного вольта заряда исследователи измерили впечатляющий температурный сдвиг на 25 градусов по Цельсию, что составляет более значительный температурный подъем, чем в обычных методах. Теперь они заинтересованы в объединении ионокалорического метода с традиционным холодильным циклом Стирлинга.

Как упоминалось ранее, наши нынешние методы охлаждения работают нормально, просто у них есть довольно неприятные побочные эффекты. Обычное охлаждение включает в себя удаление тепла из пространства с помощью газа, который охлаждается по мере расширения. Эти газы, многие из которых представляют собой гидрофторуглероды (ГФУ), запрещены международной Кигалийской поправкой и опасны для окружающей среды. Фактически, было доказано, что наиболее распространенный ГФУ способствует изменению климата в 3790 раз больше, чем двуокись углерода, за 20-летний период.

Если предположить, что метод ученых из Беркли по-настоящему будет успешным в будущих испытаниях, он может помочь всему миру отказаться от ГФУ и других вредных хладагентов.