Навукоўцы зноўку вынайшлі лядоўні
- 28.10.2024, 21:36
Інжынеры прапанавалі новы спосаб астуджэння матэрыялаў.
Новы метад можа стаць па-экалагічнаму бяспечнай альтэрнатывай традыцыйным спосабам. Тэхналогія, названая іённа-каларычным астуджэннем, выкарыстоўвае прынцып, пры якім цеплыня паглынаецца ці вылучаецца пры змене фазы матэрыялу – напрыклад, калі лёд ператвараецца ў ваду.
Сёння ў халадзільных устаноўках звычайна выкарыстоўваецца вадкасць, якая выпараецца і паглынае цяпло, а потым ізноў ператвараецца ў вадкасць, вылучаючы цеплыню. Аднак шматлікія холадагенты, якія ўжываюцца для гэтых мэтаў, шкодзяць навакольнаму асяроддзю, бо ўтрымліваюць рэчывы з высокім патэнцыялам глабальнага пацяплення (ПГП). Праблема заключаецца ў тым, што да гэтага часу не было знойдзена эфектыўнага, бяспечнага і экалагічнага метаду астуджэння, здольнага замяніць старыя тэхналогіі. Каманда з лабараторыі Лоўрэнса ў Берклі мяркуе, што іённа-каларычны цыкл здольны развязаць гэтую задачу.
У аснове іённа-каларычнага цыклу ляжыць даданне іёнаў у матэрыял для зніжэння яго тэмпературы. Напрыклад, пры даданні солі да лёду яго тэмпература паніжаецца. У іённа-каларычнай сістэме іёны дадаюцца ў рэчыва пры дапамозе электрычнага току, што прыводзіць да яго фазавых зменаў – матэрыял паглынае ці вылучае цеплыню, што стварае эфект астуджэння.
Навукоўцы стварылі мадэль іённа-каларычнага цыклу і выпрабавалі яе ў лабараторыі, выкарыстоўваючы соль з ёду і натрыю для плаўлення этыленкарбанату – рэчыва, якое таксама выкарыстоўваецца ў літый-іённых батарэях і вырабляецца з ужываннем вуглякіслага газу. Гэта можа не толькі зрабіць новую сістэму бяспечнай для клімату, але і дапамагчы зменшыць яе ўздзеянне, зніжаючы ПГП.
У эксперыменце даследнікі здолелі панізіць тэмпературу на 25 градусаў Цэльсія пры падачы напругі меней за адзін вольт – гэта больш, чым дасягалася раней з дапамогай іншых каларычных тэхналогій. Дру Лілі, інжынер з лабараторыі Лоўрэнса, тлумачыць, што распрацоўка спалучае элементы розных абласцей і паказвае высокую энэргаэфектыўнасць. У будучыні іённа-каларычныя сістэмы могуць быць карысныя не толькі для астуджэння, але і для абагравання памяшканняў.
Важным чыннікам з'яўляецца таксама экалагічная бяспека. Сёння ў многіх краінах, якія падпісалі Кігалійскую папраўку, пастаўленая задача скараціць выкарыстанне гідрафторвугляродаў, якія робяць значны ўнёсак у глабальнае пацяпленне. Іённа-каларычны цыкл, які не выкарыстоўвае шкодныя рэчывы, можа дапамагчы дасягнуць гэтай мэты і замяніць шкодныя хладагенты, забяспечваючы высокую эфектыўнасць і мінімальны ўплыў на прыроду.