Специалисты Гарвардского университета разработали экспериментальный прототип кондиционера с твердым хладагентом. Воздух в нем охлаждает вещество, меняющее свои свойства под действием давления.
В традиционных охладительных системах за отвод тепла отвечают химические вещества, способные превращаться из жидкости в газ и обратно. Когда жидкость становится газом, она расширяется и поглощает тепло. Затем компрессор устройства вновь сжижает состав, заставляя его отдать тепло вовне.
Такой цикл работы эффективен, но газожидкостные хладагенты вызывают опасения из-за изменений климата — кондиционеры на их основе становятся источником парниковых газов в тысячи раз более мощных CO2. Кроме того, проблематична с точки зрения экологии и утилизации таких кондиционеров.
Гарвардские ученые заменили газы на так называемые барокалорические материалы. Они тоже способны накапливать тепло в спокойном состоянии и отдавать его под давлением — но без смены агрегатного состояния.
Обычно для работы балокалорических систем требуется огромное давление, чтобы запустить тепловой цикл. Такого давления можно добиться с помощью специального оборудования, но оно слишком дорогое, поэтому явно не годится для бытовых кондиционеров и холодильников.
Однако команда ученых из Гарварда применила особый тип материалов, называемый металлогалогенидными первосквитами. Для их активации достаточно сравнительного небольшого давления, которое может обеспечить обычная гидравлическая система.
Исследователи построили прототип, демонстрирующий возможности применения новых материалов. Устройство состоит из трех основных компонентов: металлической трубки с твердым хладагентом, гидравлического поршня и инертной жидкости — воды или масла. Поршень сжимает жидкость, которая сначала давит на хладагент, а затем отводит тепло.