Нова технологія теплових насосів зробить кондиціонери та холодильники нешкідливими
Застосування шкідливих для навколишнього середовища газів у кондиціонерах та холодильниках може виявитися непотрібним, якщо нова технологія теплових насосів виявиться такою ефективною на практиці, як виглядає у прототипі. Його розробили та випробували фахівці з Університету Кембриджу, які замінили випаровування та конденсацію охолоджуючої рідини на електричні поля та кераміку.
У електрокалоричних матеріалах атоми мають поляризацію — легкий дисбаланс у розподілі електронів, що створює позитивні та негативні полюси. Якщо матеріал не зазнає дії ззовні, поляризація цих атомів постійно і хаотично обертається. Але коли на нього діє електричне поле, всі електростатичні полюси одразу впорядковуються. Це означає, що ентропія електронів зненацька падає.
Проте згідно із законом термодинаміки, загальна ентропія системи не може стати меншою, тому якщо десь вона зменшилася, то в іншому місці має зрости. У разі електрокалоричних матеріалів це виявляється у збільшенні швидкості вібрації атомів, що призводить до зростання температури, пише Nature.
Якщо потім відвести це тепло за допомогою рідини, пущеної між пластинами керамічних електрокалоричних матеріалів, при включеному електричному полі, пластини повернуться до своєї нормальної температури, але з нижчою ентропією поляризації. Якщо відключити електричне поле, ефект виявиться зворотним: поляризація знову виявиться хаотичною, атомні грати розігріють кераміку. Рідина забере тепло, і цикл знову повториться.
За словами розробників, технологія поки що не готова до комерціалізації. Потрібна доробка та випробування для того, щоб вона досягла рівня ефективності сучасних теплових насосів. Завдання досить складне, оскільки компресорні теплові насоси демонструють сьогодні високу продуктивність.
Земля стрімко нагрівається, внаслідок чого вчені шукають різні способи зменшення наслідків зміни клімату. Астроном з Інституту астрономії Гавайського університету Іштван Сапуді запропонував новий спосіб охолодити Землю — використовувати спеціальний щит, прив’язаний до захопленого астероїда зменшення кількості сонячного світла, що потрапляє на Землю.
