VIDEO: Novo rashladno sredstvo za zelenije hlađenje

Znanstvenici Harvarda istražili su novi rashladni materijal u čvrstom stanju koji bi mogao smanjiti našu potrebu za zagađujućim HFC plinovima.

Koliko god hladnjaci i klima uređaji bili korisni, plinovi koje koriste kao rashladna sredstva mogu iscuriti u atmosferu i postati glavni uzročnici klimatskih promjena. Sada su inženjeri na Harvardu demonstrirali novi prototip rashladnog uređaja koji koristi materijal u čvrstom stanju kao rashladno sredstvo.

Uređaji kao što su hladnjaci i klima jedinice dobivaju snagu hlađenja iz ciklusa faznih promjena u materijalu. U svom plinovitom obliku, rashladno sredstvo, obično hidrofluorugljik (HFC), apsorbira toplinu iz svoje okoline, hladeći tako prostoriju ili unutrašnjost hladnjaka. Ovaj plin zatim prelazi u kompresor koji ga komprimira, pretvarajući ga u tekućinu i oslobađajući pohranjenu toplinu, koja se ispušta van. Kada je pritisak isključen, tekućina se zatim može proširiti natrag u plin kako bi se ciklus ponovno započeo. To je poznato kao barokalorični učinak.

To je učinkovit proces koji nam je dobro služio desetljećima, ali ovi HFC-ovi mogu iscuriti iz uređaja tijekom upotrebe, ako su oštećeni te prilikom premještanja ili odlaganja. Kad jednom uđu u atmosferu, oni su daleko snažniji pokretač klimatskih promjena od CO2, pa je pronalaženje načina za smanjenje tih emisija ključni dio ekoloških akcijskih planova.

Čvrsta rashladna sredstva koja mogu biti podvrgnuta barokalorijskom učinku mogla bi pomoći u rješavanju problema. Nova studija pronašla je obećavajući materijal iz klase metal-halogenog perovskita, koji se već ističe kao nova generacija materijala solarnih ćelija.

Tajna ovih barokalorijskih krutina je njihova atomska struktura. Obično se sastoje od dugih savitljivih lanaca molekula koji su neuredni i pomalo gibljivi, ali kada su pod pritiskom ukrućuju se u uređenije stanje, što pritom oslobađa toplinu. Oslobodite pritisak i ponovno će moći apsorbirati toplinu iz okoline. Iako su oba stanja čvrsta, tim uspoređuje prijelaz s djelomično taljivim voskom, kao što objašnjavaju u ovom videu.

Tim je demonstrirao ideju s prototipom uređaja. Čvrsto rashladno sredstvo pakirano je u metalnu cijev, zajedno s inertnom tekućinom poput vode ili ulja. Hidraulički klip vrši pritisak na tekućinu, koja je zauzvrat prosljeđuje uz rashladno sredstvo. Tekućina također pomaže u prijenosu topline iz sustava.

U ovom slučaju, materijal se može koristiti za hlađenje na gotovo isti način kao i oni koji prelaze između tekuće i plinovite faze, osim što ostaje krutina za obje faze.

Sustav obećava, ali tim kaže da još ima nekoliko nedostataka koje treba riješiti. Kao prvo, uključeni pritisci su mogući s hidraulikom, ali su malo previsoki za potrošačke uređaje – oko 2.900 psi, u usporedbi sa 150 psi koliko dostiže konvencionalni klima uređaj.

Znanstvenici su svoje istraživanje predstavili u časopisu American Chemical Society na ovoj poveznici.