Saluda al enfriamiento ionocalórico. Es una nueva forma de reducir las temperaturas con el potencial de reemplazar los métodos de refrigeración existentes con un proceso que sea más seguro y mejor para el planeta.

Los sistemas de refrigeración típicos transportan calor fuera de un espacio a través de un fluido que absorbe el calor a medida que se evapora en gas, que luego se transporta a través de un tubo cerrado y se condensa nuevamente en líquido. Por muy eficaz que sea este proceso, algunos de los materiales elegidos que utilizamos como refrigerantes son especialmente perjudiciales para el medio ambiente.

Sin embargo, hay más de una forma en la que se puede obligar a una sustancia a absorber y liberar energía térmica.

Un método revelado el año pasado, desarrollado por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California, Berkeley, aprovecha la forma en que se almacena o libera energía cuando un material cambia de fase, como cuando el hielo sólido se convierte en agua líquida. ejemplo.

Aumenta la temperatura de un bloque de hielo y se derretirá. Lo que quizás no nos demos cuenta tan fácilmente es que el derretimiento absorbe calor del medio ambiente, enfriándolo efectivamente.

Una forma de forzar el derretimiento del hielo sin necesidad de aumentar el calor es agregar algunas partículas cargadas o iones. Poner sal en las carreteras para evitar la formación de hielo es un ejemplo común de esto en acción. El ciclo ionocalórico también utiliza sal para cambiar la fase de un fluido y enfriar el ambiente.

«El panorama de los refrescos es un problema sin resolver» dijo el ingeniero mecánico Drew Lilley. del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California en enero de 2023.

«Nadie ha desarrollado con éxito una solución alternativa que enfríe las cosas, funcione de manera eficiente, sea segura y no dañe el medio ambiente. Creemos que el ciclo ionocalórico tiene el potencial de cumplir todos estos objetivos si se realiza correctamente».

Los investigadores modelaron la teoría del ciclo ionocalórico para mostrar cómo podría competir con los refrigerantes que se utilizan hoy en día, o incluso mejorarlos. Una corriente que pasara a través del sistema movería los iones contenidos en su interior, cambiando el punto de fusión del material para alterar la temperatura.

El equipo también llevó a cabo experimentos utilizando una sal elaborada con yodo y sodio para fundir carbonato de etileno. Este disolvente orgánico común también se utiliza en baterías de iones de litio y se produce utilizando dióxido de carbono como insumo. Esto podría dar como resultado que el sistema no sea solo GWP. [global warming potential] PCA nulo, pero negativo.

Se midió un cambio de temperatura de 25 grados Celsius (45 grados Fahrenheit) aplicando menos de un voltio de carga en el experimento, un resultado que excede lo que otras tecnologías calóricas han logrado lograr hasta ahora.

«Hay tres cosas que estamos tratando de equilibrar: el PCA del refrigerante, la eficiencia energética y el coste del equipo en sí». dijo el ingeniero mecánico Ravi Prasher. del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

«Desde el primer intento, nuestros datos parecen muy prometedores en estos tres aspectos».

Los sistemas de compresión de vapor que se utilizan actualmente en los procesos de refrigeración dependen de gases con un alto PCA, como varios hidrofluorocarbonos (HFC).

Los países que firmaron la Enmienda de Kigali se han comprometido a reducir la producción y el consumo de HFC en al menos un 80% durante los próximos 25 años, y el enfriamiento ionocalórico podría desempeñar un papel importante en esto.

Ahora, los investigadores necesitan sacar la tecnología del laboratorio y convertirla en sistemas prácticos que puedan usarse comercialmente y ampliarse sin problemas. Con el tiempo, estos sistemas podrían utilizarse tanto para calefacción como para refrigeración.

«Tenemos este nuevo ciclo y estructura termodinámico que reúne elementos de diferentes campos y hemos demostrado que puede funcionar». Dijo Prasher..

«Ahora es el momento de experimentar con diferentes combinaciones de materiales y técnicas para abordar los desafíos de ingeniería».

La investigación fue publicada en Ciencia.

Una versión anterior de este artículo se publicó en enero de 2023.