دستگاه خنک‌کنندهHKUST رکورد جهانی را شکست/ گامی بزرگ به سوی آینده‌ای سبز

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ مهندسان HKUST استاندارد جدیدی را در زمینه یخچال‌ها با استفاده از دستگاه الاستوکالری خود تعیین کرده‌اند. این دستگاه با استفاده از مواد پایدار زیست‌محیطی به افزایش دمای ۷۵ کلوین و بهبود کارایی ۴۸ درصد دست یافته است. دستگاه خنک‌کننده جدید HKUST با استفاده از مواد سازگار با محیط زیست، رکورد جهانی را با افزایش دمای ۷۵ کلوین و افزایش کارایی ۴۸ درصد شکست.

چالش‌ها و نوآوری‌ها در فناوری خنک‌کننده

فناوری خنک‌کننده فشرده‌سازی بخار سنتی به مبرد‌هایی متکی است که پتانسیل گرمایش جهانی بالایی دارند. تبرید الاستوکالریک حالت جامد بر اساس گرمای نهان در انتقال فاز چرخه‌ای آلیاژ‌های حافظه‌شکل (SMAs) یک جایگزین سازگار با محیط زیست را با ویژگی‌های مبرد SMA، بدون گاز‌های گلخانه‌ای، ۱۰۰ درصد قابل بازیافت و کارآمد از لحاظ انرژی فراهم می‌کند. با این حال، افزایش دمای نسبتاً کوچک بین ۲۰ تا ۵۰ کلوین، که شاخص عملکرد مهمی برای توانایی دستگاه خنک‌کننده در انتقال گرما از منبع دمای پایین به یک سینک دمای بالا است، مانع از تجاری‌سازی این فناوری در حال ظهور شده است.

رکورد جهانی در راندمان خنک‌کننده

برای غلبه بر این چالش، تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور سان چینگ پینگ و پروفسور یائو شوهوا از بخش مهندسی مکانیک و هوافضا، یک دستگاه خنک‌کننده الاستوکالریک چندماده‌ای ساخته شده از آلیاژ‌های حافظه‌شکل نیکل تیتانیوم (NiTi) را توسعه داده و رکورد جهانی عملکرد خنک‌کننده را شکستند.

آنها سه آلیاژ NiTi با دما‌های انتقال فاز مختلف را برای کار در انتهای سرد، انتهای میانی و انتهای گرم انتخاب کردند. با تطبیق دمای کاری هر واحد با دمای انتقال فاز مربوطه، پنجره دمای فوق‌الاستیک دستگاه به بیش از ۱۰۰ کلوین گسترش یافت و هر واحد NiTi در محدوده دمای مطلوب خود کار کرد که به طور قابل‌توجهی کارایی خنک‌کننده را افزایش داد. دستگاه خنک‌کننده الاستوکالریک چندماده‌ای به دمای ۷۵ کلوین در سمت آب رسید و رکورد جهانی قبلی ۵۰.۶ کلوین را پشت سر گذاشت. تحقیقات آنها اخیراً در مجله Nature Energy منتشر شده است.

چشم‌انداز آینده و تأثیرات زیست‌محیطی

با استفاده از موفقیت در توسعه مواد خنک‌کننده الاستوکالریک و معماری با بسیاری از حق ثبت اختراع‌ها و مقالات منتشر شده در مجلات پیشرو، تیم تحقیقاتی قصد دارد آلیاژ‌ها و دستگاه‌های حافظه با عملکرد بالا را برای خنک‌کننده‌های الاستوکالریک زیر صفر و برنامه‌های پمپاژ گرما با دمای بالا توسعه دهد. آنها به بهینه‌سازی خواص مواد و توسعه سیستم‌های خنک‌کننده با انرژی بالا برای هدایت تجاری‌سازی این فناوری نوآورانه ادامه خواهند داد.

سرمایش و گرمایش فضایی ۲۰ درصد از کل مصرف برق جهان را تشکیل می‌دهد و طبق برآورد‌های صنعت، پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۵۰ به دومین منبع بزرگ تقاضای جهانی برق تبدیل شود.

سان گفت: در آینده، با پیشرفت مداوم علوم مواد و مهندسی مکانیک، ما اطمینان داریم که یخچال الاستوکالریک می‌تواند راه‌حل‌های خنک‌کننده و گرمایش سبز و انرژی‌کارآمد نسل بعدی را برای بازار بزرگ یخچال در سراسر جهان فراهم کند و به وظیفه فوری کاهش کربن و کاهش گرمایش جهانی عمل کند. 

انتهای پیام/