Новая эластокалорическая технология обещает более безопасную и эффективную альтернативу парокомпрессионному охлаждению.
Исследователи Люблянского университета (Словения) разрабатывают твердотельную систему охлаждения, заменяющую традиционные хладагенты перерабатываемыми металлическими сплавами. Проект поддерживается ЕС в рамках программ SUPERCOOL и E-CO-HEAT и направлен на решение экологических и энергетических проблем, связанных с традиционными парокомпрессионными технологиями.
Новая система использует эластокалорические материалы, в частности никелево-титановый сплав нитинол, который при механическом сжатии переходит в другую фазу, выделяя или поглощая тепло. В отличие от гидрофторуглеродов (ГФУ), широко применяемых в холодильной технике, эти металлы нетоксичны и биосовместимы. ГФУ обладают парниковым эффектом, в тысячи раз превышающим воздействие CO2, и постепенно выводятся из обращения по всему миру.
«Проще говоря, при приложении механического напряжения материал нагревается, а при его снятии — охлаждается», — объясняет исследователь проекта Жига Ахчин.
Ранее эластокалорические системы сталкивались с проблемой усталости материала из-за постоянного растяжения. Команда из Любляны достигла прорыва, применив вместо растяжения сжатие, что значительно увеличило срок службы сплавов. Их прототип показал температурный диапазон более 30 °C (54 °F) без признаков деградации — важное условие для практического использования в системах отопления и охлаждения.
«Мы доказали, что срок службы таких материалов может быть практически неограниченным», — отметил руководитель проекта SUPERCOOL доктор Яка Тушек. «При этом наш прототип стал первым в мире, достигшим диапазона температур свыше 30 градусов Цельсия».
Текущий уровень эффективности системы составляет 15% от теоретически возможного значения, при потенциале до 70%. Для сравнения: традиционные парокомпрессионные установки работают с эффективностью 20–30%.
Команда Люблянского университета сотрудничает с научными учреждениями из Германии и Италии, а также с ирландской технологической компанией в рамках нового проекта SMACool, также финансируемого ЕС. Совместно они работают над созданием кондиционера на основе этой технологии.
«Круто думать, что однажды эта технология может быть повсюду», — добавил Ахчин.
С учётом того, что системы охлаждения потребляют около 10% мирового объёма электроэнергии, а спрос на них может утроиться к 2050 году, разработка напрямую связана со Стратегией ЕС по отоплению и охлаждению и целями Европейского зелёного курса. Проект E-CO-HEAT продлится до начала 2026 года и включает шаги по патентованию и подготовке к промышленному внедрению.
