Разработана система охлаждения на твердых хладагентах

Исследователи из Гарварда изобрели первую систему охлаждения, которая функционирует на твердых хладагентах. Разработчики предлагают использовать недорогие и нетоксичные барокалорические материалы.

Барокалорические материалы действуют подобно традиционным хладагентам: при изменении давления происходит фазовый переход, меняется молекулярная структура, за счет чего поглощается или высвобождается тепло. Но, в отличие от газожидкостных систем, на всех этапах цикла хладагент остается твердым.

Барокалорические материалы состоят из удлиненных молекулярных цепочек, гибких и расположенных в хаотичном порядке. При повышении давления молекулярные цепи упорядочиваются и приобретают жесткость, в результате высвобождается тепловая энергия. Затем давление падает, и материал опять переходит к неупорядоченной структуре и поглощает тепло.

Ранее считалось, что запустить тепловой цикл такого типа можно только при очень высоком давлении. Создать его можно только дорогим оборудованием, поэтому сама идея барокалорических хладагентов считалась невыгодной и нерентабельной. Исследовательская группа из Гарварда нашла барокалорические материалы – металлогалогенидные перовскиты, которые способны выполнять функцию хладагентов при меньшем давлении. Для достижения нужного уровня достаточно классической гидравлической системы.

Инженеры построили прототип охладительной системы в виде цилиндра с поршнем. В металлическую трубку с инертной жидкостью (водой или маслом) помещают твердотельный хладагент. Поршень давит на жидкость и передает давление хладагенту, изменяя температуру в системе.

В дальнейшем ученые планируют исследовать разные типы барокалорических материалов и найти среди них варианты, которые максимально эффективно проводят тепло и функционируют при меньшем давлении. В перспективе твердые хладагенты могут стать альтернативой традиционным технологиям охлаждения.