Лента TH Новости Глобальные вызовы



Создана электрокалорическая установка для охлаждения всего

∴ 249

Не так давно, на сайте публиковалась новость, как с помощью оптических приборов, ученым удалось отводить тепло от предметов или измерять их температуру. Схожую технологию применили ученые Университета в Пенсильвании, чтобы охлаждать любой предмет.

552

Исследователи построили электрокалорический холодильник размером со стакан для напитков, который может вызвать разницу температур около 2 К между концами предмета. Механизм охлаждения, основанный на электрокалорическом эффекте, предусматривает поочередное внедрение и удаление электрического поля в материал для увеличения и уменьшения температуры материала, соответственно. Новый метод охлаждения потенциально может обеспечить более высокую эффективность, чем текущие методы, что указывает на то, что электрокалорические устройства охлаждения могут однажды заменить современные холодильники и другие охлаждающие устройства.

По сравнению с традиционными методами охлаждения новый описанный здесь способ охлаждения имеет более высокую эффективность и мощность охлаждения, в сочетании с компактными размерами.Соавтор исследования Квимин Жанг, заслуженный профессор электротехники и материаловедения в Университете штата Пенсильвания.

Хотя были и другие электрокалорические устройства охлаждения, они обычно использовали активные регенераторы в качестве материалов для теплопередачи, а активные регенераторы теряли тепло из-за циклических изменений температуры, которые они должны выдерживать. Новое электрокалорическое устройство не использует активные регенераторы, что обеспечивает более высокий КПД.

Новое устройство состоит из нескольких керамических колец. Смежные кольца вращаются в противоположных направлениях со скоростью нескольких оборотов в минуту. Когда элементы кольца вращаются к горячему концу, к элементам прикладывается электрическое поле, заставляя их выбрасывать тепло. И наоборот, когда элементы вращаются к холодному концу, электрическое поле уменьшается до нуля, заставляя элементы поглощать тепло. Теплообмен упрощается между соседними кольцами, вращающимися в противоположных направлениях, что дополнительно охлаждает холодный конец и нагревает горячий конец устройства.

В предыдущей работе некоторые из исследователей показали, как работает устройство, и новое исследование отмечает, что они впервые продемонстрировали рабочий прототип. Их прототип демонстрирует разницу температур в 2 градуса между горячим и холодным концами, что соответствует коэффициенту регенерации, который соответствует показателю наилучших подобных охлаждающих устройств. Поскольку прототип использует коммерческие керамические материалы и только два электрокалорических кольца, исследователи ожидают, что производительность устройства может быть значительно улучшена благодаря лучшим материалам и дополнительным кольцам.

Разработка керамических материалов с большими электрокалорическими эффектами – это область активных исследований.

Филипп Дончев