Pixabay License

Iontokalorické chlazení se inspiruje sypáním sněhu solí

Nový princip ledničky, ale potenciálně i topného systému, se inspiruje změnou teploty tání ledu po posolení. Výzkumníci z Lawrence Berkeley National Laboratory uvádějí, že by se tímto způsobem mohly potenciálně nahradit současné ledničky založené na výměně tepla pomocí cyklu stlačování a rozpínání plynu. Na současných ledničkách autorům studie vadí, že používané plyny (fluorované uhlovodíky) při úniku do atmosféry přispívají k oteplování nebo jsou jinak škodlivé, takže používání těchto látek se postupně omezuje.
Princip přeměny elektrické energie na gradient tepla je v novém systému následující. Zapojení elektrického proudu způsobí, že do materiálu začnou z okolí proudit ionty. Tím se změní teplota tání a led (pevná fáze) se přemění na kapalinu. Při tání se z okolí absorbuje teplo odpovídající skupenské změně. Obrácení procesu znamená, že ionty proudí ven, materiál zmrzne a teplo se do okolí uvolňuje.
Iontokalorické chlazení je jednou z verzí aktuálně zkoumaných kalorických systémů. Ty již známé pro absorpci a uvolňování tepla do pevných látek využívají např. vratné působení magnetického nebo elektrického pole, stlačování tlakem a mechanické natahování. Výhodou nového postupu je ale fázová změna, kdy se kapalná fáze dá čerpat. Díky tomu je možné s teplem v systému manipulovat (tj. vhánět dovnitř a odčerpávat ven) efektivněji.
Co se týče teoretické účinnosti nové techniky, jak ji „vypočítali“ Drew Lilley a Ravi Prasher (Berkeley Lab a Kalifornská univerzita v Berkeley), má potenciál konkurovat nebo dokonce překonat účinnost plynných chladiv.
Při první demonstraci autoři studie použili jako sůl jodid sodný spolu s ethylenkarbonátem, běžným organickým rozpouštědlem používaným v lithium-iontových bateriích. Navíc ethylenkarbonát se dá vyrábět s využitím oxidu uhličitého, takže materiál může vlastně i „zachycovat“ CO2 („být uhlíkově negativní“). Při úuvodním pokusu došlo ke změně teploty o 25 °C, přičemž k tomu stačilo vnější napětí menší než 1 V.
Příslušné termodynamické cykly lze využít nejen k chlazení, ale i pro aplikace, jako je ohřev vody nebo průmyslové vytápění. Samozřejmě závisí na ceně samotného zařízení, na tom, jak technika půjde škálovat atd. Vývoj technologie je na samém začátku, zatím je k dispozici pouze základní rámec, je čas začít testovat různé kombinace materiálů atd. – nicméně i tak si už samotný nápad vysloužil publikování v Science.

Drew Lilley et al, Ionocaloric refrigeration cycle, Science (2022). DOI: 10.1126/science.ade1696
Zdroj: Lawrence Berkeley National Laboratory / Phys.org

Poznámka PH: Napadá mě jako možnost s cca stejnými „surovinami“ i využití solí používaných do chladicích směsí, kdy by mohlo docházet k zvlášť velkému odsávání tepla z okolí?

Minianimace z YouTube

Supravodivost grafenu lze zapínat elektrickým pulzem

Fyzikové z MITu zkoumali grafen v podobě oblíbené dvojvrstvy s pootočením o magický úhel 1,1°. …

3 comments

  1. Dobrý den.
    Rád čtu vaš sciencemag.cz. Ale pohyb počtu řádků při rolování myší je 12-13, což mne nutí používat posuvník.
    I při změně nastavení u chování myši (posuv jen o jeden řádek) je posuv na vašich stránkách neměnný.
    Toto chování je jen na vašich stránkách.
    Máte na to nějaký trik jak to změnit?
    Děkuji.

  2. Pavel Houser

    dekuji za upozorneni, zjistim, zda s tim neco lze a cim je to dano. mne to tak funguje taky…

  3. Pavel Houser

    ted snad jiz ok?

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close