21 марта 2023

Изобретён новый метод охлаждения

Ионокалорийное охлаждение – это название нового метода охлаждения, разработанного учеными из Национальной Лаборатории Lawrence Berkeley Министерства энергетики США и опубликованного в журнале Science. Ионокалорийное охлаждение использует соль, полученную из йода и натрия, а также органический растворитель этиленкарбонат, используемый в литиево-ионных батареях, для управления циклом охлаждения.

Ионокалорийное охлаждение использует преимущества поглощения и высвобождения тепла при переходе твердой фазы в жидкую, делает это с помощью содержащихся в соли ионов. Пропускание тока через хладагент заставляет ионы в соли двигаться и изменять температуру плавления материала. Когда материал плавится, он поглощает тепло из окружающей среды, а когда застывает – выделяет его.

Drew Lilley, научно-ассистентский аспирант лаборатории, руководившей исследованием, подчеркивает: "Хладагенты являются нерешенной проблемой: никто не разработал альтернативное охлаждающее решение,  эффективно работающее, безопасное и которое не наносит вред окружающей среде". "Мы считаем, что ионокалорийный цикл имеет потенциал для достижения всех этих целей, если его реализовать должным образом".

"Существует потенциал для хладагентов, не просто имеющих нулевой потенциал глобального потепления GWP, а отрицательный", подчеркивает Drew Lilley. “Использование такого материала, как этиленкарбонат, на самом деле может быть с отрицательным уровнем эмиссии углерода, потому что вы производите его, используя CO2 в качестве входного материала. Это может обеспечить нам возможность использования CO2 от улавливания углерода”.

В ходе эксперимента исследователям удалось создать температурный сдвиг на 25ºC с помощью менее одного вольта заряда. Это измеренное повышение температуры больше, чем достигается с помощью других типов калорийных циклов. Также, исследователи считают, что технология может быть связана с отрицательным уровнем эмиссии углерода, поскольку этиленкарбонат производится с использованием углекислого газа CO2.

Следующие шаги исследовательской команды включают тестирование различных комбинаций материалов и методов повышения температуры и эффективности, а также создание прототипов с возможностью масштабирования для таких применений, как промышленное отопление и нагрев воды, требующих большой мощности охлаждения.