Пластиковые кристаллы вместо хладагентов: какими будут холодильники будущего
Ученые из Австралии открыли революционный подход к охлаждению, который может заменить использование парниковых газов в современных холодильниках. Их исследование демонстрирует, что так называемые «пластиковые кристаллы» обладают свойствами, позволяющими использовать их в качестве хладагента. Это открытие может стать важным шагом в борьбе с глобальным потеплением.
На сегодняшний день наиболее распространенным хладагентом является газ R-134a, относящийся к группе гидрофторуглеродов. Этот газ заменил фреон, который разрушал озоновый слой, однако сам по себе R-134a также является мощным парниковым газом. При утечках из холодильников и других устройств он способствует увеличению парникового эффекта. Новая альтернатива в лице пластиковых кристаллов представляет собой материал с совершенно иными характеристиками: это не газ, а твердое вещество.
Пластиковые кристаллы получили свое название благодаря тому, что их молекулы могут двигаться под определенными условиями. Ранее уже было известно, что при воздействии давления молекулы органических ионных кристаллов переходят из хаотичного состояния в упорядоченную решетку. При снятии давления они возвращаются в исходное состояние. Однако наиболее важным оказалось то, что в момент перехода кристаллов в упорядоченное состояние они интенсивно поглощают тепло, охлаждая окружающий воздух.
В рамках своей работы исследователи провели тесты с несколькими типами пластиковых кристаллов, чтобы найти те, которые эффективно охлаждают воздух при комнатной температуре. Им удалось выявить материалы, способные извлекать тепло из воздуха при температурах от −37°C до 10 . Для проверки гипотезы ученые создали экспериментальную установку: специальную компрессионную камеру, в которой кристаллы подвергались сжатию, и вентилятор, направляющий охлажденный воздух в окружающее пространство. Последовательное сжатие и расслабление кристаллов продемонстрировало их способность работать как экологически чистый хладагент.
Несмотря на значительные перспективы, исследователи признают, что предстоит преодолеть ряд технологических барьеров. Наиболее серьезной проблемой является необходимость создания высокого давления для работы с кристаллами, что пока делает данный метод энергоемким и дорогим. Тем не менее открытие представляет собой важный шаг к отказу от использования парниковых газов в системах охлаждения.
Перспективы внедрения пластиковых кристаллов как альтернативы традиционным хладагентам отмечаются в сопроводительной статье испанских экспертов Жозепа-Льюиса Тамарита и Пола Льовераса. Они подчеркивают, что подобные инновации открывают дорогу к более экологически безопасным технологиям охлаждения, которые могут существенно снизить влияние на климат.
Ранее ученые выявили связь между заморозкой продуктов и сокращением отходов.
