Adio, freon! Bun venit, titan și niobiu: Noul aliaj minune care poate schimba radical aparatele de aer condiționat

O revoluție tehnologică se conturează în spatele ușilor laboratorului unei echipe de ingineri din Hong Kong. Aceștia susțin că au descoperit un aliaj capabil să ofere un randament termic de până la 20 de ori mai mare pentru pompele de căldură și aparatele de aer condiționat decât tehnologiile convenționale. Ce înseamnă asta pentru viitorul răcirii și încălzirii locuințelor? O eficiență de neimaginat până acum și eliminarea completă a refrigerenților poluanți.

În prezent, majoritatea sistemelor de climatizare — fie ele pompe de căldură aer-apă sau aparate de aer condiționat — funcționează pe baza compresiei și expansiunii refrigerenților. Acest ciclu termodinamic implică o cantitate considerabilă de energie, dar și utilizarea unor substanțe care, odată scurse în atmosferă, contribuie masiv la efectul de seră. De aceea, cercetătorii caută soluții alternative: sisteme „cu stare solidă”, care să elimine complet nevoia de fluide termice, scrie Piataauto.md.

Până recent, problema majoră a acestor sisteme era eficiența scăzută. Deși promiteau un randament teoretic superior, realitatea era că diferența de temperatură obținută prin efectul mecanic asupra materialelor era infimă — 0,2 grade Celsius în medie. Asta până când a intrat în scenă echipa din Hong Kong, care a dezvoltat un nou aliaj din titan și niobiu (Ti78Nb22).

Echipa din Hong Kong Foto: Piataauto.md

Potrivit acestora, noul material generează o diferență de 4-5 grade Celsius chiar și la efort mecanic minim. Aparent nesemnificativ, dar în realitate uriaș: în loc să tensionezi materialul extrem de mult pentru a obține un efect, poți face 4-5 pași de mică intensitate, economisind astfel energie electrică într-un mod spectaculos. E o schimbare radicală de paradigmă față de tehnologia cu refrigerent.

Horoscop zilnic pentru duminică, 13 iulie. Gemenii sunt în centrul atenției

De ce să nu tai gazonul în iulie? Specialiştii spun că trebuie lăsat măcar o lună să crească, avantajele se vor vedea imediat

Ce este efectul elastocaloric și de ce e atât de important

Această descoperire se bazează pe efectul elastocaloric, un fenomen prin care anumite materiale își modifică temperatura atunci când sunt tensionate sau compresate. La detensionare, materialul se răcește brusc. Dacă acest ciclu este repetat într-un sistem inteligent, poate genera efecte de încălzire sau răcire fără a avea nevoie de lichide sau gaze.

Inginerii germani au demonstrat deja funcționarea principiului cu un aliaj de nichel și titan (nitinol), dar eficiența lor s-a oprit la un COP (coeficient de performanță) de 5-6. Sistemul din Hong Kong promite un COP de 9,2, ceea ce înseamnă o eficiență de peste 90% din limita teoretică Carnot, considerată imposibil de atins până acum.

Foto: Piataauto.md

Mai simplu spus, dacă un sistem actual are nevoie de 300-400 kWh pentru a produce 1 MWh de căldură, acest nou aliaj ar reduce consumul la doar 109 kWh pe lună pentru încălzirea unei locuințe de 100 m² — o economie colosală pentru bugetul lunar și o veste excelentă pentru mediu.

Provocări, potențial și ce urmează

Totuși, chiar dacă eficiența laboratorului este impresionantă, adevăratul test vine în lumea reală. Prototipurile trebuie construite, testate în condiții variate, iar rezultatele trebuie replicate pe scară largă. Mai mult, sistemele bazate pe stare solidă trebuie adaptate astfel încât să fie fiabile și silențioase, dar și să reziste la cicluri repetate de tensionare și detensionare fără degradare.

Există două căi prin care acest sistem poate fi folosit în mod eficient: fie se aplică mai multă forță mecanică pentru o diferență de temperatură mai mare într-un singur pas, fie se folosesc etape multiple de mică intensitate, ceea ce pare a fi varianta preferată datorită eficienței energetice excepționale.

Un alt beneficiu major este impactul asupra mediului: fără refrigerent, fără emisii de gaze cu efect de seră, fără scurgeri accidentale. În contextul în care reglementările europene impun restricții tot mai dure asupra refrigerenților, această tehnologie vine ca o alternativă sustenabilă și viabilă pe termen lung.

Viitorul pare să bată la ușă cu aliaje futuriste și tehnologii fără freon. Dacă echipa din Hong Kong reușește să transforme acest concept într-un produs comercial, e foarte posibil ca peste câțiva ani să te încălzești iarna și să te răcorești vara fără zgomot, fără freon și cu o factură la energie redusă drastic. Rămâne de văzut cine va aduce primul pe piață aceste minuni ale ingineriei termice — dar cursa a început deja.