Исследователи из Университета науки и технологий Гонконга (HKUST) разработали эластокалорическое охлаждающее устройство, которое, по их утверждению, на 48% эффективнее предыдущих попыток.
Новый кондиционер работает на совершенно ином принципе, чем традиционные устройства, использующие компрессию пара. Это позволяет полностью отказаться от фреона - вредного парникового газа.
Эластокалорический эффект
Эластокалорический эффект заключается в том, что твердый материал меняет свою форму, когда к нему прикладывается или снимается внешняя механическая сила, и при этом происходит фазовый переход. Из-за разницы энтропии между двумя его сосуществующими фазами материал может либо охлаждаться, либо нагреваться в процессе.
Новый кондиционер использует это свойство для охлаждения помещения. Он работает на основе никель-титановых сплавов с памятью формы, которые могут менять свою форму при охлаждении и возвращаться к исходной форме при нагревании. Исследователи выбрали три таких сплава с разными температурами фазового перехода, чтобы они работали на холодном, промежуточном и горячем конце устройства соответственно. Это позволило расширить суперэластичное температурное окно устройства до более чем 100 Кельвинов и обеспечить оптимальный температурный диапазон для каждого сплава, что значительно повысило эффективность охлаждения.
Новая система позволяет охлаждать предметы на целых 75 градусов без использования вредных хладагентов. Она также гораздо более энергоэффективна.
По данным Международного энергетического агентства, количество энергии, которую мы потребляем только для охлаждения домов и зданий, к 2050 году должно увеличиться более чем вдвое. Поэтому разработка новых, более эффективных систем охлаждения является актуальной задачей.
Описание разработки опубликовано в журнале Nature Energy.
