В жаркий период большинство людей включают кондиционеры для охлаждения, но хладагенты, используемые в этих системах, в тысячи раз мощнее углекислого газа и могут вытекать из систем, способствуя глобальному потеплению.
Исследователи разработали прототип охлаждающего устройства, которое может заменить существующие кондиционеры. Новое устройство гораздо более экологично и использует твердые хладагенты для эффективного охлаждения помещения.
Традиционные системы охлаждения работают, заставляя хладагент циклически переходить из газообразного состояния в жидкое. Хотя этот цикл эффективен, опасения по поводу изменения климата и более строгие правила в отношении гидрофторуглеродных хладагентов стимулируют поиск более экологически безопасных хладагентов.
Твердые хладагенты могут быть идеальным решением, которое, в отличие от газов, не будет попадать в окружающую среду из кондиционеров.
Один класс твердых хладагентов, называемых барокалорическими материалами, работает аналогично традиционным газожидкостным системам охлаждения. Они используют изменения давления для прохождения тепловых циклов, но в этом случае давление вызывает фазовый переход от твердого к твердому. Большинству этих барокалорийных твердых материалов требуется огромное давление для запуска тепловых циклов. Для создания таких давлений системам требуется дорогостоящее специализированное оборудование, которое нецелесообразно для реальных приложений охлаждения.
Исследователи сообщили о барокалорических материалах, которые могут действовать как хладагенты при гораздо более низких давлениях. Теперь они показали, что хладагенты, называемые металлогалогенидными перовскитами, могут работать в системе охлаждения, которую они построили с нуля.
«Материалы, о которых мы сообщали, способны циклироваться при давлении около 3000 фунтов на квадратный дюйм, что является давлением, при котором может работать типичная гидравлическая система», - говорит Адам Славни, доктор философии, который представлял эту работу на собрании Американского химического общества.
Сейчас команда построила первый прототип, демонстрирующий использование этих новых материалов в практической системе охлаждения. Устройство состоит из трех основных частей – металлическая трубка, заполненная твердым хладагентом и инертной жидкостью – водой или маслом. Другая часть устройства представляет собой гидравлический поршень, оказывающий давление на жидкость. И, наконец, жидкость помогает передать это давление хладагенту и помогает переносить тепло через систему.
«Наша система по-прежнему не использует такое низкое давление, как в коммерческих холодильных системах, но мы приближаемся к этому», - говорит Джарад Мейсон, доктор философии, главный исследователь проекта из Гарвардского университета. Команда говорит, что это первая работающая система охлаждения, использующая твердотельный хладагент, который зависит от изменения давления.
