Новая технология тепловых насосов сделает кондиционеры и холодильники безвредными

Применение вредных для окружающей среды газов в кондиционерах и холодильниках может оказаться ненужным, если новая технология тепловых насосов окажется такой эффективной на практике, как выглядит в прототипе. Его разработали и испытали специалисты из Университета Кембриджа, заменившие испарение и конденсацию охлаждающей жидкости на электрические поля и керамику.

В электрокалорических материалах атомы обладают поляризацией — легким дисбалансом в распределении электронов, создающим положительные и отрицательные полюсы. Если материал не испытывает воздействия извне, поляризация этих атомов постоянно и хаотично вращается. Но когда на него действует электрическое поле, все электростатические полюса сразу упорядочиваются. Это значит, что энтропия электронов внезапно падает.

Однако согласно закону термодинамики, общая энтропия системы не может стать меньше, так что если где-то она уменьшилась, то в другом месте должна возрасти. В случае электрокалорических материалов это выражается в увеличении скорости вибрации атомов, которая приводит к росту температуры, пишет Nature.

Если затем отвести это тепло с помощью жидкости, пущенной между пластинами керамических электрокалорических материалов, при включенном электрическом поле, то пластины вернутся к своей нормальной температуре, но с более низкой энтропией поляризации. Если отключить электрическое поле, эффект окажется обратным: поляризация снова окажется хаотичной, атомная решетка разогреет керамику. Жидкость заберет тепло, и цикл повторится вновь.

По словам разработчиков, технология пока не готова к коммерциализации. Требуется доработка и испытания для того, чтобы она достигла уровня эффективности современных тепловых насосов. Задача довольно сложная, поскольку компрессорные тепловые насосы демонстрируют сегодня высокую производительность.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (2 votes)
Источник(и):

ХайТек+