Νέα προηγμένη συσκευή ψύξης έφτιαξαν στο Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η νέα τεχνολογία ελαστοθερμιδικής ψύξης προσφέρει μια βιώσιμη πορεία, εξαλείφοντας τα περιβαλλοντικά ζητήματα που σχετίζονται με τα συμβατικά συστήματα ψύξης και επιταχύνοντας την εμπορευματοποίηση αυτής της τεχνολογίας που αλλάζει το παιχνίδι.

«Στο μέλλον, με τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης των υλικών και της μηχανολογίας, είμαστε βέβαιοι ότι η ελαστοθερμιδική ψύξη μπορεί να προσφέρει πράσινες και ενεργειακά αποδοτικές λύσεις ψύξης και θέρμανσης επόμενης γενιάς για να τροφοδοτήσει την τεράστια παγκόσμια αγορά ψύξης, αντιμετωπίζοντας την επείγουσα ανάγκη για απεξάρτηση από τον άνθρακα και τον μετριασμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη», δήλωσε ο Sun Qingping, από το Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροδιαστημικής Μηχανικής του HKUST.

Ψυκτικά μέσα με υψηλό δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη χρησιμοποιούνται σε συμβατικές τεχνολογίες ψύξης με συμπίεση ατμών.

Οι θερμιδικές συσκευές ψύξης αντιπροσωπεύουν μια νέα κατηγορία υλικών που αλλάζουν τη θερμοκρασία τους ανάλογα με συγκεκριμένες συνθήκες. Τα ελαστοθερμιδικά υλικά, για παράδειγμα, αντιδρούν σε μηχανικές δυνάμεις όπως το τέντωμα ή η συμπίεση απορροφώντας θερμότητα όταν απελευθερώνεται η τάση.

Αυτά τα υλικά είναι μη πτητικά, που σημαίνει ότι δεν εξατμίζονται εύκολα σε αέριο, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχουν σημαντική επίδραση στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Αυτό τα καθιστά πολλά υποσχόμενα για χρήση σε εναλλακτικές τεχνολογίες ψύξης.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεδομένης της έλλειψης αερίων του θερμοκηπίου, τα 100% ανακυκλώσιμα και ενεργειακά αποδοτικά ψυκτικά κράματα μνήμης σχήματος (SMA), η ελαστοθερμιδική ψύξη στερεάς κατάστασης που βασίζεται σε λανθάνουσα θερμότητα στη μετάβαση κυκλικής φάσης των SMA προσφέρει ένα φιλικό προς το περιβάλλον υποκατάστατο .

Ωστόσο, η εμπορευματοποίηση αυτής της αναπτυσσόμενης τεχνολογίας έχει παρεμποδιστεί από τη σχετικά περιορισμένη άνοδο της θερμοκρασίας μεταξύ 20 και 50 βαθμούς Kelvin (-253,15 και -223,15 Κελσίου), η οποία είναι ένας σημαντικός δείκτης απόδοσης της ικανότητας μιας συσκευής ψύξης να μεταφέρει θερμότητα από μια πηγή χαμηλής θερμοκρασίας σε μια αποθήκη υψηλής θερμοκρασίας.

Η ερευνητική ομάδα ξεπέρασε το εμπόδιο δημιουργώντας μια διαδοχική ελαστοθερμιδική ψυκτική συσκευή πολλαπλών υλικών, από κράματα μνήμης σχήματος νικελίου-τιτανίου (NiTi), η οποία έσπασε το προηγούμενο ρεκόρ απόδοσης ψύξης. Με τη νέα προσέγγιση, το υπερελαστικό παράθυρο θερμοκρασίας της συσκευής επεκτάθηκε σε πάνω από 100 βαθμούς Kelvin (173,15 Κελσίου).

Με βάση τα επιτεύγματά τους με ελαστοθερμιδικά ψυκτικά υλικά, η ερευνητική ομάδα στοχεύει τώρα να προωθήσει την ανάπτυξη κραμάτων μνήμης σχήματος υψηλής απόδοσης και συσκευών τόσο για ψύξη με ελαστοθερμίδες κάτω από το μηδέν όσο και για άντληση θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας. Η εστίασή τους θα είναι στη διύλιση των ιδιοτήτων του υλικού και στη δημιουργία ενεργειακά αποδοτικών συστημάτων ψύξης για την προώθηση της εμπορευματοποίησης αυτής της τεχνολογίας αιχμής.

Σύμφωνα με την ομάδα, το είκοσι τοις εκατό της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται για θέρμανση και ψύξη χώρων και οι προβλέψεις της βιομηχανίας δείχνουν ότι έως το 2050, η εν λόγω κατηγορία θα αντιπροσωπεύει το δεύτερο μεγαλύτερο μερίδιο της παγκόσμιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, καθιστώντας την εύρεση ενεργειακά αποδοτικών λύσεων απαραίτητη.