Un nuovo sistema di raffreddamento (quello ionocalorico) potrebbe rivoluzionare la tecnologia del condizionamento moderno
Barkeley scopre un nuovo metodo per generare il freddo. Un innovativo sistema di raffreddamento, noto come ionocalorico, potrebbe introdurre un importante cambiamento nel campo della tecnologia del condizionamento dell’aria.
I tradizionali sistemi di refrigerazione eliminano il calore da un ambiente grazie all’utilizzo di gas che si raffreddano espandendosi, trasferendo il calore da un’area all’altra. Tuttavia, alcune delle sostanze utilizzate in questi processi sono dannose per l’ambiente.
Ma esistono diversi modi in cui una sostanza può assorbire e rilasciare energia termica.
I ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell’Università della California, Berkeley, hanno sviluppato un metodo basato sul cambiamento di fase di un materiale, come quando il ghiaccio si scioglie.
Per far sciogliere il ghiaccio, di solito si alza la temperatura. Questo scioglimento, tuttavia, assorbe il calore circostante, causando un effetto raffreddante. In realtà, l’unità di misura delle calorie deriva proprio da questa proprietà.
Un modo alternativo per far sciogliere il ghiaccio senza alzare la temperatura è aggiungere ioni carichi. Questa è la stessa idea di quando si spargono sali sulle strade ghiacciate. In passato, si scioglieva la neve nelle ghiacciaie usando il sale.
Il ciclo ionocalorico sfrutta questa idea e utilizza il sale per cambiare la fase di un fluido, raffreddando così l’ambiente circostante.
“I refrigeranti sono un problema irrisolto“, ha spiegato Drew Lilley, un ingegnere meccanico del Lawrence Berkeley National Laboratory. “Non c’è ancora una soluzione alternativa che sia efficiente, sicura e rispettosa dell’ambiente“.
L’approccio ionocalorico sembra promettente per raggiungere tali obiettivi.
I ricercatori hanno analizzato come il ciclo ionocalorico possa competere con i sistemi di raffreddamento attualmente in uso. Una corrente elettrica nel sistema può spostare gli ioni, alterando il punto di fusione del materiale e quindi la temperatura.
Questo metodo potrebbe risolvere il problema della generazione di freddo, spesso costoso, grazie a una combinazione di chimica e una piccola quantità di energia elettrica.
Il team ha condotto esperimenti utilizzando un sale a base di iodio e sodio per sciogliere il carbonato di etilene. Questo solvente organico è utilizzato anche nelle batterie agli ioni di litio ed è prodotto utilizzando anidride carbonica. Ciò potrebbe rendere il sistema a basse emissioni.
Inoltre, gli esperimenti hanno dimostrato che è possibile ottenere un abbassamento di temperatura di 25 gradi Celsius applicando meno di un volt di carica. Questo supera i risultati ottenuti da altre tecnologie simili.
I sistemi di refrigerazione attuali si basano spesso su gas a elevato impatto ambientale. La nuova tecnologia potrebbe quindi contribuire a ridurre le emissioni.
Tuttavia, ora è necessario testare la tecnologia in ambienti reali e svilupparla per un utilizzo commerciale. Inoltre, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata non solo per il raffreddamento, ma anche per il riscaldamento.
“Il ciclo ionocalorico è un nuovo approccio termodinamico che unisce elementi da diversi campi“, ha affermato Ravi Prasher, un altro ingegnere coinvolto nella ricerca.
“Ora è il momento di sperimentare diverse combinazioni di materiali e tecniche per affrontare le sfide ingegneristiche“.