Klasik buzdolapları ve klimalar tarihe karışabilir! Yepyeni bir soğutma yöntemi bulundu

İyonokalorik soğutma sistemi çok yakında evlerimize girebilir. Bu, gezegen için daha güvenli ve daha iyi bir işlemle mevcut soğutma yöntemlerini değiştirme potansiyeline sahip, sıcaklıkları düşürmenin yeni bir yolu. Tipik soğutma sistemleri, ısıyı bir sıvı aracılığıyla bir alandan uzaklaştırır, bu sıvı buharlaşarak gaza dönüşür ve daha sonra kapalı bir tüpten geçirilerek tekrar sıvıya yoğunlaştırılır. Bu işlem ne kadar etkili olsa da, soğutucu olarak kullandığımız bazı malzemeler çevre dostu değildir. Ancak bir maddenin ısı enerjisini emmeye ve yaymaya zorlanmasının yepyeni bir yolu daha var!

İYONOKALORİK SOĞUTMA NEDİR?

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'deki araştırmacılar tarafından geliştirilen ve geçen yıl açıklanan bir yöntem, örneğin katı buzun sıvı suya dönüşmesi gibi, bir malzemenin faz değiştirmesi sırasında enerjinin depolanma veya salınma biçiminden yararlanıyor. Bir buz bloğunun sıcaklığını yükseltin, eriyecektir. Kolayca göremediğimiz şey, erimenin çevresinden ısıyı emmesi ve onu etkili bir şekilde soğutmasıdır.

"BUZU TUZLA ERİTME" ÖRNEĞİ

Isıyı artırmaya gerek kalmadan buzun erimesini sağlamanın bir yolu, birkaç yüklü parçacık veya iyon eklemektir. Buz oluşumunu önlemek için yollara tuz koymak, bunun eylem halindeki yaygın bir örneğidir. İyonokalorik döngü ayrıca bir sıvının fazını değiştirmek ve çevresini soğutmak için tuz kullanır.

Ocak 2023'te Kaliforniya'daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan makine mühendisi Drew Lilley, "Hiç kimse, malzemeleri soğuk yapan, verimli çalışan, güvenli olan ve çevreye zarar vermeyen alternatif bir çözümü başarıyla geliştiremedi. İyonokalorik döngünün, uygun şekilde gerçekleştirildiğinde tüm bu hedefleri karşılama potansiyeline sahip olduğunu düşünüyoruz" dedi.

Araştırmacılar, iyonokalorik döngü teorisini, bugün kullanılan soğutucuların verimliliğiyle nasıl rekabet edebileceğini veya hatta onları nasıl iyileştirebileceğini göstermek için modellediler. Sistemden geçen bir akım, içindeki iyonları hareket ettirerek, sıcaklığı değiştirmek için malzemenin erime noktasını değiştirirdi.

KÜRESEL ISINMAYI TERSİNE ÇEVİREBİLİR

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'yi [küresel ısınma potansiyeli] sıfır yapmakla kalmayıp GWP'yi negatif de yapabilir.

Deneyde tek bir volttan daha az yükün uygulanmasıyla 25 santigrat derecelik (45 Fahrenheit derecelik) bir sıcaklık değişimi ölçüldü; bu sonuç, diğer kalorik teknolojilerin şu ana kadar başardıklarını aştı.

ATILACAK 3 ADIM KALDI

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan makine mühendisi Ravi Prasher , "Dengelemeye çalıştığımız üç şey var: Soğutucunun küresel ısınma potansiyeli, enerji verimliliği ve ekipmanın maliyeti. İlk denemeden itibaren, verilerimiz bu üç açıdan da oldukça ümit verici görünüyor" ifadelerini kullandı.

Günümüzde soğutma proseslerinde kullanılan buhar sıkıştırma sistemleri, çeşitli hidroflorokarbonlar (HFC'ler) gibi yüksek GWP'ye sahip gazlara dayanmaktadır. Kigali Değişikliği'ni imzalayan ülkeler, önümüzdeki 25 yıl içinde HFC'lerin üretimini ve tüketimini en az yüzde 80 oranında azaltmayı taahhüt ettiler ve iyonokalorik soğutma bunda önemli bir rol oynayabilir.

ÜRÜNE DÖNÜŞTÜRÜLMEYİ BEKLİYOR

Şimdi araştırmacıların teknolojiyi laboratuvardan çıkarıp ticari olarak kullanılabilen ve herhangi bir sorun olmadan ölçeklenebilen pratik sistemlere taşımaları gerekiyor. Sonunda bu sistemler hem ısıtma hem de soğutma için kullanılabilir.

Prasher, gelinen aşamayla ilgili şu bilgileri verdi: "Farklı alanlardan unsurları bir araya getiren yepyeni bir termodinamik döngü ve çerçeveye sahibiz ve bunun işe yarayabileceğini gösterdik. Şimdi, mühendislik zorluklarının üstesinden gelmek için farklı malzeme ve teknik kombinasyonlarını test etmek üzere deney yapma zamanı."