Γνωρίστε την ιοντική ψύξη. Είναι μια νέα μέθοδος για τη μείωση της θερμοκρασίας με την προοπτική να αντικαταστήσει τις υπάρχουσες μεθόδους ψύξης μέσω μιας διαδικασίας που είναι πιο ασφαλής και φιλική προς το περιβάλλον.
Πώς λειτουργούν οι παραδοσιακές μέθοδοι ψύξης
Τα τυπικά συστήματα ψύξης μεταφέρουν τη θερμότητα μακριά από έναν χώρο μέσω ενός υγρού που απορροφά θερμότητα καθώς εξατμίζεται σε αέριο, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται μέσω ενός κλειστού σωλήνα και συμπυκνώνεται ξανά σε υγρό.
Παρά την αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας, ορισμένα από τα υλικά που χρησιμοποιούμε ως ψυκτικά είναι ιδιαίτερα επιβλαβή για το περιβάλλον.
Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερες από μία μέθοδοι για να αναγκαστεί μια ουσία να απορροφήσει και να αποβάλλει θερμική ενέργεια. Μια μέθοδος που αποκαλύφθηκε πέρυσι, αναπτύχθηκε από ερευνητές του Lawrence Berkeley National Laboratory και του University of California, Berkeley, εκμεταλλεύεται τον τρόπο με τον οποίο αποθηκεύεται ή απελευθερώνεται ενέργεια όταν ένα υλικό αλλάζει φάση, όπως όταν ο συμπαγής πάγος γίνεται υγρό νερό.
Η εφαρμογή των ιόντων
Μια μέθοδος για να αναγκαστεί ο πάγος να λιώσει χωρίς να χρειάζεται να αυξηθεί η θερμοκρασία είναι η προσθήκη μερικών φορτισμένων σωματιδίων, ή ιόντων.
Η προσθήκη αλατιού στους δρόμους για να αποτραπεί ο σχηματισμός πάγου είναι ένα κοινό παράδειγμα αυτού του φαινομένου. Ο ιοντικός κύκλος χρησιμοποιεί επίσης αλάτι για να αλλάξει τη φάση ενός υγρού και να ψύξει το περιβάλλον του.
«Το τοπίο των ψυκτικών είναι ένα άλυτο πρόβλημα», δήλωσε ο μηχανικός μηχανολογίας Drew Lilley από το Lawrence Berkeley National Laboratory το Ιανουάριο του 2023.
«Κανείς δεν έχει αναπτύξει επιτυχώς μια εναλλακτική λύση που να κρυώνει, να λειτουργεί αποδοτικά, να είναι ασφαλής και να μην βλάπτει το περιβάλλον. Πιστεύουμε ότι ο ιοντικός κύκλος έχει τη δυνατότητα να πληροί όλους αυτούς τους στόχους αν υλοποιηθεί κατάλληλα».
Οι στόχοι των ερευνητών
«Προσπαθούμε να ισορροπήσουμε τρία πράγματα: το GWP του ψυκτικού, την ενεργειακή αποδοτικότητα και το κόστος του εξοπλισμού», δήλωσε ο μηχανικός μηχανολογίας Ravi Prasher από το Lawrence Berkeley National Laboratory.
«Από την πρώτη δοκιμή, τα δεδομένα μας φαίνονται πολύ υποσχόμενα σε όλους αυτούς τους τομείς».
Τα συστήματα συμπίεσης ατμού που χρησιμοποιούνται σήμερα σε διαδικασίες ψύξης βασίζονται σε αέρια με υψηλό GWP, όπως διάφοροι υδροφθοράνθρακες (HFC).
Χώρες που υπέγραψαν τη Συμφωνία του Κιγκάλι έχουν δεσμευτεί να μειώσουν την παραγωγή και κατανάλωση HFC κατά τουλάχιστον 80% κατά την επόμενη 25ετία – και η ιοντική ψύξη θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε αυτό.
Το επόμενο βήμα
Τώρα, οι ερευνητές χρειάζονται να βγάλουν την τεχνολογία από το εργαστήριο και σε πρακτικά συστήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν εμπορικά και να κλιμακωθούν χωρίς προβλήματα. Τελικά, αυτά τα συστήματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για θέρμανση καθώς και ψύξη.
«Έχουμε αυτόν τον ολοκαίνουργιο θερμοδυναμικό κύκλο και πλαίσιο που φέρνει μαζί στοιχεία από διαφορετικά πεδία και έχουμε δείξει ότι μπορεί να λειτουργήσει», δήλωσε ο Prasher.
«Τώρα, είναι η ώρα για πειραματισμούς για να δοκιμάσουμε διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών και τεχνικών για να καλύψουμε τις προκλήσεις μηχανικής».
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.
VIA: FoxReport.gr
