Технологии 50-х годов до сих пор в вашем холодильнике? Ученые предлагают новый принцип охлаждения без фреона и компрессоров
Представьте себе, что ваш холодильник, этот незаменимый страж свежести продуктов, до сих пор полагается на технологии, разработанные в середине прошлого века. Звучит как анахронизм, правда? Но это так: принцип его работы основан на цикле сжатия и расширения хладагента, идея, возникшая задолго до появления микрочипов и искусственного интеллекта. Но, как говорится, «все течет, все меняется». И вот, ученые, похоже, нашли способ по-настоящему освежить эту область, предложив принципиально новый подход к охлаждению.
А что, если охлаждать электричеством?
Новая разработка, о которой сообщили исследователи в журнале Joule, задействует термогальванические элементы. Идея проста и гениальна: использовать обратимые электрохимические реакции для создания холода. В отличие от привычных холодильных систем, где хладагент сжимается компрессором, эта технология полагается на энергию, высвобождающуюся при химических превращениях.
Суть в том, что при протекании обратимой химической реакции, раствор способен либо нагреваться, либо охлаждаться. Термогальванические элементы как раз и используют эту особенность. Если подать электрический ток, он вынуждает раствор поглощать тепло, создавая тем самым эффект охлаждения. Звучит, как магия, правда?
Преимущества новой технологии: не только холод, но и польза
Ключевым преимуществом термогальванического охлаждения является его экономичность и экологичность. Оно потребляет гораздо меньше энергии, чем традиционные методы, и, что не менее важно, не использует вредные хладагенты. А благодаря масштабируемости, эту технологию можно применять где угодно: от крошечных носимых устройств до огромных промышленных установок.
Задумайтесь, это же означает, что в скором времени, возможно, не будет нужды в мощных компрессорах, постоянно потребляющих электричество. Наоборот, появится возможность точного и эффективного охлаждения там, где это действительно необходимо. Кроме того, потенциал технологии выходит далеко за рамки бытовых холодильников. Она может стать основой для создания более эффективных систем охлаждения для электроники, медицинских устройств и даже в транспорте.
Усовершенствование формулы холода
Несмотря на многообещающие перспективы, ранние версии термогальванических элементов имели ограниченную охлаждающую мощность. Но теперь ученым удалось значительно увеличить эффективность этих систем, оптимизируя состав электролита.
Они сосредоточились на химических веществах, участвующих в электрохимической реакции. Экспериментируя с различными солями железа и растворителями, они смогли найти оптимальное сочетание. Так, использование гидратированной соли железа с перхлоратом и растворителей на основе нитрилов, показало впечатляющие результаты: охлаждающая способность системы увеличилась на 70%, достигнув рекордных 1.42 К. По сравнению с прежними показателями в 0.1 К, это поистине огромный скачок.
Что ждет нас в будущем?
Разумеется, до массового внедрения технологии еще далеко. Ученые продолжают работу по оптимизации системы, повышению ее стабильности и масштабируемости. Они также занимаются разработкой прототипов холодильников и ищут партнеров для коммерциализации этой революционной технологии.
Позвольте пояснить: речь идет не о банальном усовершенствовании уже имеющихся холодильников, а о совершенно новом подходе к охлаждению. Возможно, уже в обозримом будущем мы увидим, как на наших кухнях появятся устройства, работающие по принципам, которые сейчас кажутся почти фантастическими. Холодильники будущего, основанные на термогальванических элементах, обещают стать не только более эффективными и экологичными, но и более тихими, и долговечными. И кто знает, возможно, это лишь первый шаг на пути к совершенно новым технологиям охлаждения, которые изменят наш мир.
