İyonokalorik soğutmaya merhaba deyin: Sıcaklığı daha güvenli ve gezegen için daha çevreci olan bir yöntemle düşürmenin yeni bir yolu.
Tipik soğutma sistemleri, ısıyı bir yerden bir yere bir gaz aracılığıyla taşır. Bu süreç ne kadar etkili olursa olsun, kullandığımız gazlar çevre dostu değildir.
Bununla birlikte, bir maddenin ısı enerjisini soğurmasının ve geri vermesinin birden fazla yolu vardır.
ABD'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Kaliforniya Üniversitesindeki araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir yöntem, katı buzun sıvı suya dönüşmesi gibi bir malzeme faz değiştirdiğinde enerjinin depolanma veya salınma şeklinden yararlanıyor.
Bir buz bloğunun üzerindeki sıcaklığı yükseltin, eriyecektir. Bu kadar kolay göremeyebileceğimiz şey, erimenin çevresinden ısıyı emerek etkili bir şekilde soğutmasıdır.
Isıyı artırmaya gerek kalmadan buzu erimeye zorlamanın bir yolu, birkaç yüklü parçacık veya iyon eklemektir. Buz oluşumunu önlemek için yollara tuz koymak, bunun yaygın bir örneğidir. İyonokalorik döngü ayrıca bir sıvının fazını değiştirmek ve çevresini soğutmak için tuz kullanır.
Kaliforniya'daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan makine mühendisi Drew Lilley, "Soğutucu akışkanların durumu çözülmemiş bir sorundur" diyor. "Hiç kimse malzemeleri soğutan, verimli çalışan, güvenli ve çevreye zarar vermeyen alternatif bir çözümü başarıyla geliştirmedi."
"İyonokalorik döngünün, uygun şekilde gerçekleştirilirse tüm bu hedefleri karşılama potansiyeline sahip olduğunu düşünüyoruz."
Araştırmacılar, iyonokalorik döngü teorisini, günümüzde kullanılan soğutucu akışkanların verimliliğiyle potansiyel olarak nasıl rekabet edebileceğini ve hatta iyileştirebileceğini göstermek için modellediler. Sistemden geçen bir akım, içindeki iyonları hareket ettirerek, malzemenin erime noktası sıcaklığını değiştirir.
Ekip ayrıca etilen karbonatı eritmek için iyot ve sodyumdan yapılmış bir tuz kullanarak deneyler yaptı. Bu yaygın organik çözücü, lityum iyon pillerde de kullanılır ve girdi olarak karbondioksit kullanılarak üretilir. Bu, sistemi yalnızca GWP [küresel ısınma potansiyeli] sıfır değil, GWP negatif de yapabilir.
Deneyde tek bir volttan daha az şarj uygulanarak 25 santigrat derece (45 Fahrenheit derece) sıcaklık kayması ölçüldü; bu, diğer kalori teknolojilerinin şimdiye kadar başardıklarını aşan bir sonuç.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan makine mühendisi Ravi Prasher, "Dengelemeye çalıştığımız üç şey var: soğutucu akışkanın GWP'si, enerji verimliliği ve ekipmanın maliyeti" diyor.
"İlk denemeden itibaren, verilerimiz bu üç yönün hepsinde çok umut verici görünüyor."
Şu anda soğutma işlemlerinde kullanılan buhar sıkıştırma sistemleri, çeşitli hidroflorokarbonlar (HFC'ler) gibi yüksek GWP'ye sahip gazlara dayanmaktadır. Kigali Değişikliğine imza atan ülkeler, önümüzdeki 25 yıl içinde HFC'lerin üretimini ve tüketimini en az yüzde 80 azaltmayı taahhüt ettiler ve iyonokalorik soğutma bunda önemli bir rol oynayabilir.
Şimdi, araştırmacıların teknolojiyi laboratuvardan çıkarması ve ticari olarak kullanılabilecek ve herhangi bir sorun olmadan ölçeklenebilen pratik sistemlere dönüştürmesi gerekiyor.
Araştırma Science'ta yayınlandı.