Мэриленд сегодня

Нэнси Грунд, 7 июня 2023 г.

На кондиционирование воздуха, охлаждение и другие технологии охлаждения приходится более 20 процентов сегодняшнего глобального потребления энергии, а используемые ими хладагенты имеют потенциал глобального потепления, в тысячи раз превышающий потенциал углекислого газа. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science, группа под руководством профессора материаловедения и инженерии Ичиро Такеучи и профессоров машиностроения Рейнхарда Радермахера и Юнхо Хванга представила высокопроизводительную эластокалорическую систему охлаждения, которая может представлять собой следующее поколение охлаждающих устройств.

Такеучи называет это «совершенно другой, совершенно экологичной, экологически чистой технологией охлаждения, которая позволяет избежать использования химических хладагентов и по существу полагаться на толкание и вытягивание кусков металла для создания охлаждения». Калорические материалы, включая магнитокалорические, электрокалорические и эластокалорические материалы, могут подвергаться фазовому переходу и выделению, а также поглощать тепло при приложении различных полей и механических сил. Ключевой особенностью является сжатие и освобождение устойчивых к усталости никель-титановых (NiTi) трубок, выполненных в универсальной многорежимной архитектуре теплообмена.

«Более десяти лет назад мы просто играли с NiTi проводом», — сказал Такеучи. «Растягивая его, можно было получить существенный охлаждающий эффект, который можно было почувствовать рукой. Именно тогда мы начали думать о применении этой концепции к охлаждающему устройству». Последующая работа лаборатории финансировалась Министерством энергетики США более десяти лет.

Команда утверждает, что можно улучшить производительность своей системы настолько, чтобы сделать технологию коммерчески жизнеспособной в течение нескольких лет. Текущий прототип может производить 200 Вт холодопроизводительности, чего достаточно для питания компактного винного холодильника, но планируется расширить его до оконных блоков, систем охлаждения всего дома и, в конечном итоге, коммерческих систем отопления, вентиляции и кондиционирования.