ابداع سیستم های خنک کننده یونی

به گزارش سیناپرس، سیستم ‌های گرمایش و سرمایش یکی از بزرگ‌ترین منابع انرژی هستند که به چرخه معیوب تغییرات اقلیمی کمک کرده و استفاده بیشتر از گرمایش و سرمایش را هدایت می‌ کنند. اکنون مهندسان آزمایشگاه برکلی فناوری جدیدی را توسعه داده ‌اند که با تغییر یک ماده بین حالت جامد و مایع، گرم و سرد شده و باعث ایجاد تغییر دمای زیاد از یک ولتاژ کوچک می‌ شود.

اکثر سیستم ‌های تهویه مطبوع و تبرید در حال حاضر از طریق فشرده‌ سازی بخار کار می‌ کنند، به گونه ای که مبرد بین مایع و گاز می چرخد. در شکل مایع خود، مبرد گرما را از یک اتاق یا فضا جذب کرده و به بخار تبدیل می شود که سپس فشرده شده و دوباره به مایع تبدیل و در این فرآیند گرما را به خارج انتقال می دهد. مایع در نهایت دوباره وارد سیستم شده و چرخه ادامه می یابد. گفتنی است که مبرد ماده یا ترکیبی از مواد است که معمولاً به شکل سیال بوده و در سیستم‌ های تبرید استفاده می شود و از حالت مایع به گاز و برعکس تبدیل می شود.

پژوهشگران معتقدند که مشکل این است که این سیستم ها خیلی سبز نیستند. آنها نه تنها انرژی زیادی مصرف می کنند، بلکه تولید کننده گازهای گلخانه ای قوی هستند. دانشمندان در حال توسعه فناوری‌های جایگزین هستند، اما به سختی می ‌توان فناوری ‌های مؤثر، کارآمد و سازگار با محیط زیست را پیدا کرد.

برای مهار بهتر مبردها، دانشمندان در حال بررسی انواع دیگری از مواد با قابلیت تغییر فاز هستند که به جای مایع و گاز بین جامد و مایع جابه‌جا می ‌شوند. این‌ مواد در لباس‌ ها، فنجان‌ های قهوه و مصالح ساختمانی استفاده شده و این تغییر معمولاً توسط نیروهایی مانند فشار، پیچش، مغناطیس یا میدان‌ های الکتریکی ایجاد می ‌شود.

در مطالعه جدید، تیم آزمایشگاه برکلی یک ماده جدید با قابلیت تغییر فاز ایجاد کرد که بر روی یک محرک متفاوت یعنی جریان یون ها کار می کند. این ماده از نمک ید و سدیم به اضافه یک حلال آلی به نام اتیلن کربنات تشکیل شده است. هنگامی که جریانی به ماده جامد وارد می شود، یون ها به آن اضافه شده و ذوب می شود و گرما را از محیط اطراف خود جذب می کند. برعکس، یون‌ها از مواد دور شده و دوباره به شکل جامد متبلور می‌ شوند و گرمای ذخیره شده خود را آزاد می ‌کنند.

تیم تحقیقاتی این فرآیند را سرد شدن یونوکالری می نامد. در آزمایش‌ ها، این سیستم کاملاً مؤثر بود و این ماده دمای خود را ۲۵ درجه سانتی‌گراد در کمتر از ۰.۲۲ ولت تغییر داد که بسیار بیشتر از سایر سیستم‌ های خنک ‌کننده با قابلیت تغییر فاز است.

به گزارش سیناپرس، در این مراحل اولیه، تیم پژوهشی می گوید این تکنیک از نظر کارایی، سازگاری با محیط زیست و هزینه امیدوارکننده به نظر می رسد. اما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد تا بررسی شود که چقدر می تواند مقیاس بندی شده و انواع مختلفی از موادی که بر اساس یک اصل کار می کنند آزمایش شوند.

شرح کامل این پژوهش و یافته های حاصل از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Science منتشر شده است.

مترجم: مهدی فلاحی پناه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا