پریسا عباسی: سیستمهای خنککننده معمول، گرما را از طریق گازی که در فضایی دورتر از فضای خنککننده منبسط میشود، از محیط یخچالها دور کرده و خنک میکنند. با اینکه این فرآیند بسیار موثر و کارآمد است، اما برخی از گازهایی که در این کار استفاده میشوند، اصطلاحا دوستدار محیط زیست نیستند.
روش جدیدی توسط محققان لابراتوآر ملی لارنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا، در ایالات متحده آمریکا ابداع شده است. در این روش جدید، آنها درست در زمان تغییر حالت دادن یک ماده، برای ذخیرهسازی یا آزاد سازی انرژی از آن بهره میبرند(مانند زمانیکه یخ جامد است به آب که مایع است تبدیل میشود).
اگر دمای یک قطعه یخ را بالا ببریم، ذوب میشود. چیزی که ممکن است به راحتی دیده نشود، جذب گرما از محیط اطراف و خنک شدن محیط اطراف یخ است.
یکی از روشهای ذوب یخ بدون بالا رفتن دما، اضافه کردن چند ذره باردار یا یون به آن است. ریختن نمک بر روی جادهها برای جلوگیری از یخزدگی، نمونهای از این عمل است. چرخه یونوکالریک نیز از نمک برای تغییر حالت مایع و خنک کردن محیط اطراف آن استفاده میکند.
درو لیلی، که یک مهندس مکانیک است و در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا کار میکند میگوید: «مسئله یخچالها و دستگاههای خنک کننده یک مشکل حل نشده است. هنوز هیچ کس نتوانسته به طور قطعی راهحل جایگزین موفقی را ارائه دهد که کارآمد و ایمن باشد و مواد را سرد نگه داشته و به محیط زیست آسیب نرساند. ما فکر میکنیم که چرخه یونوکالریک پتانسیل رسیدن به تمام این اهداف را دارد. »
دانشمندان، تئوری چرخه یونوکالریک را مدل سازی کردند تا نشان دهند که این چرخه چطور میتواند به طور بالقوه با کارایی یخچالها و دستگاههای خنککننده امروزی، رقابت کند یا حتی آنها را بهبود بخشد.
این تیم برای ذوب اتیلن کربنات آزمایشهایی را با استفاده از نمک متشکل از ید و سدیم انجام دادند. این حلال آلی، مادهای رایج است که در باتریهای لیتیوم یونی نیز استفاده میشود و با استفاده از دیاکسید کربن به عنوان ماده افزودنی تولید میشود. این کار باعث میشود نه تنها GWP(پتانسیل گرمایش جهانی) آن صفر شود، بلکه میزان آن را منفی نیز میکند.
با استفاده از جریان کمتر از یک ولت در آزمایشگاه، تغییر دمایی در حدود ۲۵ درجه سانتیگراد اندازهگیری شد. نتیجهای که از دیگر فنآوریهای کالریک به دست آمده بیشتر است.
راوی پراشر، مهندس مکانیک آزمایشگاه ملی لارنس برکلی میگوید:«ما به دنبال ایجاد تعادل در سه چیز هستیم: GWP یخچالها و خنککنندهها، بهرهوری انرژی، و هزینه خود تجهیزات. با همان تلاش اول، دادههای ما در هر سه مورد بسیار امیدوار کننده بودند.»
اساس سیستمهای فشردهسازی بخارکه در حال حاضر در فرآیندهای خنک سازی استفاده میشوند، بر اساس گازهایی نظیر هیدروفلوئور کربنها(HFCs) هستند که پتانسیل گرمایش جهانی بالایی دارند. کشورهایی که معاهده کیگالی را امضاء کردهاند، متعهد شدهاند میزان تولید HFCها را تا ۲۵ سال آینده حداقل تا ۸۰درصد کاهش دهند. و خنک سازی یونوکالریک میتواند نقش مهمی در این امر داشته باشد.
اکنون محققان باید این تکنولوژی را از آزمایشگاه خارج کرده و وارد سیستمهای عملی بکنند تا در مقیاس تجاری مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، میتوان از این سیستم نه تنها برای سیستمهای خنککننده، بلکه برای سیستمهای گرمایشی نیز استفاده کرد.
پراشر میگوید:« ما این چرخه و چهارچوب ترمودینامیکی جدید را داریم که عناصر مختلفی را گرد هم آورده و نشاندادهایم که کارآمد است. اکنون زمان چالشهای مهندسی رسیده تا با ترکیب مواد مختلف و استفاده از تکنیکهای متعدد شروع به آزمایشهای بیشتر کنیم.»
منبع: ساینسآلرت
۵۸۵۸
