Хладилният агент в твърдо състояние работи под налягане за по-екологично охлаждане

Сподели

Колкото и полезни да са хладилниците и климатиците, газовете, които използват като хладилни агенти, могат да изтекат в атмосферата и да станат основни фактори за изменението на климата. Сега инженери от Харвард демонстрираха нов прототип на охлаждащо устройство, което използва твърд материал като хладилен агент.

Устройства като хладилници и променливотокови агрегати получават своята охлаждаща мощност от цикли на фазови промени в материала. В своята газообразна форма хладилният агент, обикновено хидрофлуоровъглерод (HFC), ще абсорбира топлина от заобикалящата го среда, като по този начин охлажда стая или вътрешността на хладилника. След това този газ преминава в компресор, който го компресира, превръщайки го в течност и освобождавайки съхранената топлина, която се извежда навън. След като налягането е изключено, течността се оставя да се разшири обратно в газ, за ​​да започне цикъла отново. Това е известно като барокалорен ефект.

Това е ефективен процес, който ни служи добре в продължение на десетилетия, но тези HFC могат да изтекат от устройствата по време на употреба, ако се повредят и когато се преместват или изхвърлят. Веднъж попаднали в атмосферата, те са много по-мощен двигател на изменението на климата от CO2, така че намирането на начини за намаляване на тези емисии е ключова част от плановете за действие за околната среда.

Твърдите хладилни агенти, които все още могат да претърпят барокалоричен ефект, могат да помогнат за решаването на проблема. Новото проучване откри обещаващ материал от клас, наречен метал-халогенидни перовскити, които вече се отличават като ново поколение материали за слънчеви клетки. В този случай материалът може да се използва за охлаждане почти по същия начин като тези, които преминават между течна и газова фаза, с изключение на това, че остава твърдо и за двете фази.

Тайната на тези барокалорични твърди вещества е тяхната атомна структура. Обикновено те се състоят от дълги гъвкави вериги от молекули, които са неподредени и донякъде нестабилни, но когато са под натиск, те се втвърдяват в по-подредено състояние, което отделя топлина в процеса. Освободете налягането и те отново могат да абсорбират топлината от заобикалящата ги среда. Докато и двете състояния са твърди, екипът оприличава прехода към частично топящ се восък.

Прототипът на екипа е създаден да тества хладилния агент в твърдо състояние

Адам Славни

Екипът демонстрира идеята с прототип на устройство. Твърдият хладилен агент е опакован в метална тръба, заедно с инертна течност като вода или масло. Хидравлично бутало прилага натиск върху течността, която на свой ред я предава към хладилния агент. Течността също така помага за преноса на топлината извън системата.

Системата е обещаваща, но екипът казва, че все още има няколко пречупвания за изглаждане. От една страна, включените налягания са възможни с хидравлика, но са малко твърде високи за потребителски устройства – около 2900 psi, в сравнение със 150 psi, които достига върха на конвенционалния климатик. Други специфични материали също могат да провеждат топлина по-добре.

Други учени са изследвали използването на пластмасови кристали или сплави с памет за формата като потенциални хладилни агенти в твърдо състояние. С повече работа този нов клас материали може да помогне да се направят охладителните устройства по-щадящи околната среда.

Новото изследване беше представено на есенната среща на Американското химическо дружество, а презентацията на екипа може да се види във видеото по-долу.

По-екологичен климатик

източник: Американско химическо дружество



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели