Холодильник, работающий на пластиковых кристаллах, может решить большую проблему: желание человека все охлаждать и замораживать приводит к глобальному потеплению. По статистике, холодильное оборудование и кондиционеры потребляют 25-30 % всей электроэнергии в мире. И только представьте, сколько парниковых газов высвобождается наружу, когда мы очередной раз включаем ледогенератор.
Меньше парниковых выбросов - возможно!
Бин Ли - ученый из Китайской академии наук в Шэньяне. Он и его коллеги использовали альтернативный охлаждающий материал, известный как пластиковые кристаллы. По мнению исследователей, этот материал может использовать меньше энергии и благотворно влиять на окружающую среду.
Обычные холодильники используют сжиженный газ. Жидкость поглощает тепло (чаще и внутренней части холодильника), заставляя его превратиться обратно в газ, тем самым давая эффект охлаждения. Цикл повторяется бесконечно. Но что делать, если в современном мире холод людям нужен, как воздух? Может ли обычный пластик помочь решить проблему?
Эти хладагентные материалы являются жидкостями, которые эффективно поглощают и выделяют тепло, но являются проблематичными, поскольку способствуют глобальному потеплению.
Известно, что один из видов хладагентов (хлорфторуглероды, или ХФУ) разрушает озоновый слой. А гидрофторуглероды (ГФУ) приводят к парниковому эффекту.
Развитые страны начали сокращать ГФУ в этом году, но какие именно химикаты будут использоваться вместо холодильников и кондиционеров, пока неясно. В качестве возможной замены рассматривался углекислый газ.
Как работают пластиковые кристаллы
Твердые тела, которые изменяют температуру в ответ на внешнее давление, были изготовлены как “зеленая” альтернатива. Пластиковые кристаллы, мягкие и формуемые твердые частицы с порошкообразным покрытием, были разработаны десятки лет назад. Только использовались они в ряде продуктов, включая косметику, краску и пластмассу.
Некоторые из них считались материалом для хранения энергии, но Бин Ли и его коллеги обнаружили, что эти кристаллы способны работать как хладагенты.
Пластиковые кристаллы имеют неупорядоченную структуру. Это означает, что они не имеют регулярного образования “решетки” (в молекулярном понимании). Крошечное давление может переключать структуру между неупорядоченным и упорядоченным состоянием, что приводит к большому изменению энергии.
Большой потенциал
Один тип пластикового кристалла - неопентилгликоль. Он имеет изменения энергии в десятки раз больше, чем другие потенциальные твердые хладагенты.
Теперь команде Бина Ли нужно продолжать изучать свойства пластиковых кристаллов, которые являются перспективным материалом для твердотельного охлаждения. Будет проделана большая работа, прежде чем исследователи смогут уменьшить потери тепла и максимизировать энергоэффективность процесса, чтобы соответствовать существующим хладагентам жидкость-газ.
