Изобретен кристалл для холодильников, не нагревающих планету
Австралийские химики и материаловеды изобрели экологически чистый хладагент в форме кристаллов. Разработка описана в журнале Science.
Холодильники и кондиционеры работают за счет циркуляции хладагента, который поглощает тепло, испаряясь, и отдает его при конденсации. В этом качестве используются вредные для озонового слоя фреоны и гидрофторуглероды с сильным парниковым эффектом. Любая утечка из холодильника вносит свой вклад в сокрушительный удар по окружающей среде.
Профессор Дженни Прингл из Университета Дикина в Австралии и ее коллеги создали экологически безопасную альтернативу этим веществам — ионные пластиковые кристаллы с барокалорическим эффектом.
Под достаточным давлением эти пластиковые кристаллы могут трансформироваться — их молекулы переходят от случайной ориентации к выстраиванию в аккуратную сетку. Когда давление снимается, стройные ряды вновь становятся хаотичным беспорядком, при этом поглощается тепловая энергия.
Было бы преувеличением назвать барокалорические кристаллы новейшим изобретением — они давно исследуются, но большинство материалов с такими свойствами работает при умеренных температурах, что ограничивает их практическое применение. Прингл с коллегами создала кристаллы с эффективным диапазоном температур от -37 до 10 °C, оптимальным для использования в бытовых холодильниках и морозильниках.
Однако новые кристаллы пока не готовы покинуть лабораторию. Чтобы обеспечивать охлаждение, им требуется очень высокое давление — в сотни раз больше атмосферного, эквивалентное погружению на глубину в тысячи метров.
Это не единственная проблема, указывает профессор Бин Ли из Института исследований металлов Китайской академии наук. Новинка подвержена износу, поскольку кристаллическая решетка становится более напряженной, и с каждым повторным использованием поглощает все меньше тепла. Впрочем, он настроен оптимистично и уверен, что технология может быть применена в «ближайшем будущем».
Материалы, подобные полученным австралийскими учеными, «потенциально способны практически полностью декарбонизировать эту огромную [охлаждающую] отрасль», согласен Дэвид Болдрин из Университета Глазго. Но проблему с высоким давлением предстоит решать.
