Przełom w chłodnictwie: ciepło odpadowe i energia słoneczna napędzają nowy system chłodzenia
Naukowcy z Instytutu Technologicznego w Karlsruhe (KIT) oraz Uniwersytetu w Tsukuba w Japonii opracowali innowacyjny system chłodzenia, który wykorzystuje ciepło odpadowe i energię słoneczną zamiast energii elektrycznej. To pierwsze takie rozwiązanie na świecie, które może zrewolucjonizować chłodnictwo, klimatyzację i chłodzenie centrów danych.
Jak działa nowy system?
Zamiast tradycyjnego sprężarki napędzanej elektrycznie, system wykorzystuje dwie ultracienkie folie z pamięcią kształtu wykonane z niklu i tytanu. Pierwsza folia pod wpływem ciepła kurczy się, zamieniając energię cieplną na pracę mechaniczną. Ten ruch przenoszony jest na drugą folię, która w wyniku cyklicznego obciążania i odciążania zmienia swoją strukturę krystaliczną, generując chłód. W ten sposób ciepło zastępuje elektryczny siłownik, który wcześniej był niezbędny w systemach elastokalorycznych.
Wyniki badań
Prototyp osiągnął różnicę temperatur 4°C na poziomie komponentów przy temperaturze siłownika 86°C, a zmiana temperatury w czynniku chłodniczym wyniosła prawie 13°C. Co więcej, system działał niezawodnie z zewnętrznym źródłem ciepła o temperaturze 130°C, co potwierdza jego praktyczne zastosowanie. Dr Jingyuan Xu, kierujący grupą badawczą w KIT, podkreśla, że kluczowa jest kombinacja dwóch funkcji: jedna folia zamienia ciepło na pracę, a druga pracę na chłód. Yi-Ting Hsiau, główna autorka badania, mówi o przełomowym momencie, gdy udało się zmierzyć chłód wygenerowany przez system napędzany ciepłem.
Potencjalne zastosowania
Technologia może być wykorzystana do chłodzenia procesorów w komputerach, które mogłyby wykorzystywać własne ciepło odpadowe, oraz do chłodzenia wrażliwych komponentów elektronicznych w samochodach przy użyciu ciepła z układu napędowego. Zespół pracuje już nad połączeniem wielu folii równolegle, aby zwiększyć wydajność chłodzenia. Badania opublikowano w czasopiśmie „Nature Energy”.
To innowacyjne podejście może znacząco przyczynić się do redukcji zużycia energii w sektorze chłodnictwa, który odpowiada za blisko połowę światowego zużycia energii. Dodatkowo, eliminuje potrzebę stosowania szkodliwych czynników chłodniczych, co ma pozytywny wpływ na środowisko.
Źródło: El Periódico de la Energía
