Výzkumníci z kalifornských vědeckých ústavů v Berkeley vyvinuli novou metodu, která využívá energii uloženou nebo uvolněnou při změně skupenství materiálu. Takzvané ionokalorické chlazení je inovativní přístup ke snižování teplot, který má potenciál nahradit stávající technologie.
Sůl namísto plynu
Tradiční chladicí systémy při své práci používají plyny, které se při rozpínání ochlazují. Tyto plyny jsou však mnohdy škodlivé pro životní prostředí. Přidáním nabitých částic neboli iontů do látky, jako je například led, se při procesu tání absorbuje teplo z okolí, čímž se prostor účinně ochladí. Na podobném principu pak funguje například posypová sůl na silnicích, která zabraňuje tvorbě ledu. Ionokalorický cyklus také zahrnuje sůl, která mění vlastnosti kapaliny jako skupenství, přičemž současně ochlazuje prostředí. V celém procesu pak není zapotřebí použití žádných potenciálně nebezpečných plynů.
Výkon chlazení se zlepšil o desítky stupňů Celsia
Odborníci se domnívají, že ionokalorický cyklus má potenciál splnit cíle vytvoření účinného, bezpečného a ekologického chladiva. Na základě těchto úvah tak vytvořili teoretický model tohoto systému, který následně otestovali i v rámci laboratorních experimentů, kdy využili sůl iodid sodný, s jejíž pomocí roztavili organickou látku ethylenkarbonát používanou v lithium-iontových bateriích. Výsledky ukazují teplotní posun o 25 stupňů Celsia při minimálním příkonu náplně, což překonává úspěchy předchozích kalorických technologií.
Snížení spotřeby plynu je globálním cílem
Současné chladicí systémy využívají plyny s vysokým potenciálem globálního oteplování, zejména pak fluorované uhlovodíky. Ionokalorický cyklus chlazení by mohl hrát významnou roli při snižování produkce a spotřeby těchto škodlivých plynů. Na tomto snižování se přitom shodlo téměř 200 zemí z celého světa v roce 2016 v rámci tzv. kigalského dodatku k mezinárodnímu Montrealskému protokolu z 80. let minulého století.
Slibné výsledky motivují vědce k dalšímu průzkumu této technologie, a také k překonání řady technických problémů, které stojí v cestě jejímu potenciálnímu komerčnímu využití. V případě, že se další experimenty vydaří, by bylo možné využít ionokalorický cyklus nejen k chlazení, ale také k vytápění. Výzkum zveřejněný v časopise Science představuje významný krok na cestě k ekologičtějšímu a udržitelnějšímu způsobu chlazení potravin i materiálů.
Zdroje:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade1696
https://www.sciencealert.com/scientists-invented-an-entirely-new-process-for-refrigerating-things
