Nghiên cứu [ Đăng ngày (22/11/2022) ]
Chất làm lạnh thể rắn hoạt động dưới áp suất để làm mát xanh hơn
Cũng hữu ích như tủ lạnh và máy điều hòa không khí, các loại khí mà chúng sử dụng làm chất làm lạnh có thể rò rỉ vào bầu khí quyển và trở thành nhân tố chính gây ra biến đổi khí hậu.

Hiện các kỹ sư tại Harvard đã trình diễn một thiết bị làm mát nguyên mẫu mới sử dụng vật liệu ở trạng thái rắn làm chất làm lạnh.

Các thiết bị như tủ lạnh và bộ xoay chiều nhận được năng lượng làm mát từ các chu kỳ thay đổi pha trong vật liệu. Ở thể khí, chất làm lạnh, thường là hydroflurocarbon (HFC), sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, do đó làm mát phòng hoặc bên trong tủ lạnh. Khí này sau đó đi vào một máy nén để nén nó, biến nó thành chất lỏng và giải phóng nhiệt tích trữ, được thoát ra bên ngoài. Khi giảm áp suất, chất lỏng sau đó được phép giãn nở trở lại thành chất khí để bắt đầu lại chu trình. Đây được gọi là hiệu ứng barocaloric.

Đó là một quy trình hiệu quả đã phục vụ tốt cho chúng ta trong nhiều thập kỷ, nhưng những chất HFC này có thể bị rò rỉ ra khỏi thiết bị trong quá trình sử dụng, nếu bị hỏng và khi di chuyển hoặc vứt bỏ. Khi ở trong bầu khí quyển, chúng là tác nhân gây ra biến đổi khí hậu mạnh hơn nhiều so với khí CO2, vì vậy việc tìm cách giảm lượng khí thải này là một phần quan trọng của các kế hoạch hành động vì môi trường.

Chất làm lạnh rắn vẫn có thể trải qua hiệu ứng barocaloric có thể giúp giải quyết vấn đề. Nghiên cứu mới đã tìm ra một loại vật liệu đầy hứa hẹn từ một lớp gọi là perovskite kim loại-halogen, vốn đã xuất sắc trở thành một thế hệ vật liệu pin mặt trời mới. Trong trường hợp này, vật liệu có thể được sử dụng để làm mát giống như cách chuyển đổi giữa pha lỏng và pha khí, ngoại trừ nó vẫn là chất rắn cho cả hai pha.

Bí mật của những chất rắn barocaloric này là cấu trúc nguyên tử của chúng. Thông thường, chúng được tạo thành từ các chuỗi phân tử dài linh hoạt bị rối loạn và hơi mềm, nhưng khi chịu áp lực, chúng cứng lại thành một trạng thái có trật tự hơn, giải phóng nhiệt trong quá trình này. Giải phóng áp suất và chúng một lần nữa có thể hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh. Trong khi cả hai trạng thái đều ở trạng thái rắn, nhóm nghiên cứu ví sự chuyển đổi này là sáp nóng chảy một phần.

Nhóm nghiên cứu đã trình diễn ý tưởng bằng một thiết bị nguyên mẫu. Chất làm lạnh rắn được đóng gói trong một ống kim loại, cùng với chất lỏng trơ ​​như nước hoặc dầu. Một piston thủy lực tạo áp suất lên chất lỏng, áp suất này sẽ chuyển nó cùng với chất làm lạnh. Chất lỏng cũng giúp truyền nhiệt ra khỏi hệ thống.

Hệ thống cho thấy nhiều hứa hẹn, nhưng nhóm nghiên cứu cho biết vẫn còn một số khó khăn cần phải làm. Đối với một, áp suất liên quan có thể xảy ra với thủy lực, nhưng hơi quá cao đối với các thiết bị tiêu dùng - khoảng 2.900 psi, so với 150 psi mà một AC thông thường đạt được. Các vật liệu cụ thể khác cũng có thể dẫn nhiệt tốt hơn.

Các nhà khoa học khác đã nghiên cứu sử dụng tinh thể nhựa hoặc hợp kim nhớ hình dạng làm chất làm lạnh trạng thái rắn tiềm năng. Với nhiều công việc hơn, loại vật liệu mới này có thể giúp làm cho các thiết bị làm mát thân thiện hơn với môi trường.

ntqnhu
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn

Tiêu điểm

Cấy ghép có thể hòa tan giảm đau bằng cách làm mát dây thần kinh - không cần dùng thuốc
Chip máy tính âm học của Harvard sử dụng sóng âm thanh để mã hóa dữ liệu
Robot tí hon đánh răng và dùng chỉ nha khoa, diệt vi khuẩn
Sản phẩm thay thế tôm dựa trên tảo thân thiện với môi trường có thể sớm được tung ra thị trường
Những con ong mật truyền cảm hứng cho hệ thống liên lạc thay thế cho robot
Vật liệu mạnh nhất được biết đến của tự nhiên truyền cảm hứng thay thế màu xanh cho Kevlar
Chỉ 4 ly đồ uống có cồn mỗi tuần sẽ làm suy giảm nhận thức đáng kể
Protein "tuổi trẻ" làm mới các tế bào cảm thụ ánh sáng để bảo vệ đôi mắt lão hóa
Hệ thống cảnh báo nhiễm trùng huyết AI từ giường bệnh giúp giảm tỷ lệ tử vong gần 20%
Nệm được kiểm soát nhiệt độ chạm vào bộ điều nhiệt cơ thể để đưa bạn vào giấc ngủ dễ hơn
Các nhà khoa học xác định protein điều hòa rụng tóc, có thể phục hồi
Nghiên cứu di truyền khổng lồ cho thấy rượu làm tăng tốc độ lão hóa sinh học
Các tế bào chất lỏng năng lượng thấp có thể tạo bóng râm và làm mát các tòa nhà một cách linh hoạt
Da ếch có thể được sử dụng để giúp chữa lành các vết thương mãn tính
Vi khuẩn đường ruột có thể khiến bạn uống nhiều rượu hơn?
Sáng kiến mới  
 
 

CASTI TiVi




© Copyright 2020 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - Phường Cái Khế - Quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.trithuckhoahoc.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
-->