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Eine grundlegend neue Art der Kühlung entdeckt

17.01.2023

Standardkühlsysteme arbeiten mit gekühltem Gas, wenn es sich ausdehnt. Diese Methode ist äußerst effizient, aber die dabei verwendeten Gase sind äußerst umweltschädlich.

In einer neuen Studie konzentrierte sich ein Team von Wissenschaftlern des Lawrence National Laboratory und der University of California in Berkeley auf die Erfindung einer revolutionären Art der Kühlung, die nicht nur effizient und kostengünstig, sondern auch umweltfreundlich ist.

Die neue Methode, die die Forscher entwickelt haben, heißt ionokallorische Kühlung, die sich die Speicherung und Freisetzung von Energie zunutze macht, wenn sich die Phase eines Materials ändert, beispielsweise wenn Wasser von fest zu flüssig wird.

Laut Maschinenbauingenieur Drew Lilly besteht eine Möglichkeit, Eis ohne Erhitzen zum Schmelzen zu bringen, darin, ein paar geladene Teilchen oder Ionen hinzuzufügen. Das häufigste Beispiel dafür ist das Streuen von Salz auf Eis im Winter – im Wesentlichen verwendet der ionokalorische Zyklus auch Salz, um die Phase der Flüssigkeit zu ändern und die Umgebung zu kühlen.

Die Kältemittellandschaft ist heute eines der größten ungelösten Probleme. Bisher war niemand in der Lage, eine alternative Lösung zu schaffen, die Lebensmittel so effektiv kühlt und gleichzeitig sicher und umweltfreundlich ist.

Forscher vermuten, dass es der ionokalorische Zyklus ist, der dazu beitragen kann, all diese Ziele zu erreichen, aber die Hauptaufgabe ist seine korrekte Umsetzung. Im Laufe der Studie entwickelten die Wissenschaftler die Theorie des ionokalorischen Kreislaufs, um zu zeigen, wie er möglicherweise mit den heute verwendeten Kühlsystemen konkurrieren und diese möglicherweise übertreffen könnte.

Die Wissenschaftler entwickelten ein Modell, bei dem ein Strom, der durch das System fließt, Ionen darin bewegt und dadurch den Schmelzpunkt des Materials verschiebt, um die Temperatur zu ändern. Später bestätigten die Forscher die Theorie mit Laborexperimenten mit Salz (hergestellt aus Jod und Natrium). Beachten Sie, dass dieses organische Lösungsmittel in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird und unter Verwendung von Kohlenstoff als Ausgangsmaterial hergestellt wird. Infolgedessen kann dieser Ansatz das System null, aber auch negativ machen.

Während der Experimente konnten die Wissenschaftler eine Temperaturverschiebung von 25 Grad Celsius mit weniger als einem Volt elektrischer Ladung reproduzieren. Dieses Ergebnis übertrifft alles, was Wissenschaftler mit anderen Technologien erreichen konnten.

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