Znanstvenici su osmislili novi način hlađenja hrane koji bi mogao zamijeniti postojeće rashladne sustave sigurnijim i ekološki prihvatljivijim načinom hlađenja. Novu metodu hlađenja nazvali su ionokalorično hlađenje.
Tradicionalni rashladni sustavi koriste različite plinove za hlađenje. Koliko je god taj proces učinkovit, neki od odabranih plinova koji se koriste izrazito su štetni za okoliš. Ipak, postoji više od jednog načina na koji se neka tvar može prisiliti da apsorbira i odbacuje toplinsku energiju.
Ključ leži u ionima
Nova metoda koju su razvili znanstvenici iz američkog Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i Sveučilišta Kalifornija koristi prednost načina na koji se energija pohranjuje ili oslobađa kada materijal promijeni agregatno stanje, primjerice kada se led pretvori u vodu. Njihova studija objavljena je u znanstvenom časopisu Science.
Da bi se komad leda otopio bez uobičajenog povećanja topline, jedan od načina da se to postigne jest i dodavanje nekoliko nabijenih čestica ili iona. Za to već postoji i dobar svakodnevni primjer, koji se često može vidjeti u zimskom periodu, a riječ je o posipanju soli po cestama radi sprječavanja stvaranja leda. Novo, ionokalorično hlađenje također koristi sol za promjenu agregatnog stanja tekućine i hlađenje okoline.
Prava alternativa
Nitko nije uspješno razvio alternativno rješenje koje čini stvari hladnim, radi učinkovito, sigurno je i ne šteti okolišu. Mislimo da ionokalorični ciklus ima potencijal ispuniti sve te ciljeve, ako se realizira na odgovarajući način, ističe Drew Lilley, strojarski inženjer iz američkog Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley.
Američki znanstvenici modelirali su teoriju ionokalorijskog ciklusa kako bi pokazali da se on potencijalno može natjecati ili čak poboljšati učinkovitost aktualnih rashladnih sredstava. Struja koja prolazi kroz sustav pomiče ione u njemu, a tako pomiče i točku taljenja materijala kako bi promijenila temperaturu oko njega.
Pozitivan učinak na okoliš
U provedenim pokusima znanstvenici su koristili sol napravljenu od joda i natrija za taljenje etilen-karbonata. Riječ je o uobičajenom organskom otapalu, koje se koristi i u litij-ionskim baterijama, a proizvodi se korištenjem ugljikova dioksida kao ulazne tvari. Zbog toga bi čitav sustav zapravo mogao biti ne samo neutralan kad je riječ o potencijalnom učinku na globalno zatopljenje (global warming potential, GWP) već i negativan u odnosu na njega.
S pomakom od tek jednog volta naboja u spomenutim pokusima američki su znanstvenici koristeći ionokalorično hlađenje uspjeli ostvariti temperaturni pomak od 25 Celzijevih stupnjeva. To je rezultat koji nadmašuje sve druge kalorijske tehnologije hlađenja dosad.
Trostruka ravnoteža
Postoje tri stvari koje pokušavamo uravnotežiti: GWP rashladnog sredstva, energetsku učinkovitost i cijenu same opreme. Od prvog pokušaja naši podaci izgledaju vrlo obećavajuće u sva tri aspekta, napominje Ravi Prasher, strojarski inženjer iz američkog Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley.
Znanstvenici sad moraju tu tehnologiju preseliti iz laboratorija u praktične sustave koji bi se u konačnici mogli mogli koristiti za grijanje, ali i za hlađenje.
Imamo ovaj potpuno novi termodinamički ciklus i okvir koji okuplja elemente iz različitih područja i pokazali smo da može funkcionirati. Sad je vrijeme za eksperimentiranje kako bismo testirali različite kombinacije materijala i tehnika kako bismo odgovorili na inženjerske izazove, kaže na kraju Prasher.
Izvor: Science Alert
