سیستم سرمایشی نوآورانه: تبدیل گرما به سرما با فناوری جدید

محققان مؤسسه فناوری کارلسروهه آلمان و دانشگاه تسوکوبا ژاپن موفق به توسعه سیستمی سرمایشی شده‌اند که به‌جای استفاده از برق، از گرما برای ایجاد سرمایش بهره می‌برد.

این سیستم با استفاده از دو لایه نازک نیکل-تیتانیوم، انرژی گرمایی را به حرکت مکانیکی و سپس به سرمایش تبدیل می‌کند. این فناوری می‌تواند از گرمای اتلافی یا انرژی خورشیدی به‌عنوان منبع انرژی استفاده کند.

عملکرد سیستم سرمایشی

سیستم جدید بر پایه سرمایش الاستوکالریک طراحی شده است. در این روش، مواد با آلیاژ حافظه‌دار، هنگام اعمال و آزادشدن بار مکانیکی، تغییرات دمایی ایجاد می‌کنند. برخلاف سیستم‌های قدیمی که به محرک‌های الکتریکی نیاز دارند، این طراحی جدید از خود گرما برای ایجاد سرمایش استفاده می‌کند.

این نوآوری به دلیل افزایش تقاضا برای سرمایش و گرمایش اهمیت دارد، که تقریباً نیمی از مصرف انرژی جهان را شامل می‌شود. سیستم‌های تهویه مطبوع و یخچال‌ها در گذشته عمدتاً از کمپرسورهای برقی برای جابه‌جایی گرما استفاده کرده‌اند.

جزئیات فناوری جدید

سیستم سرمایشی جدید از دو لایه نیکل-تیتانیومی تشکیل شده که هر کدام وظایف متفاوتی دارند. لایه نخست در هنگام گرم‌شدن منقبض می‌شود و انرژی گرمایی را به کار مکانیکی تبدیل می‌کند. این حرکت سپس به لایه دوم منتقل می‌شود و باعث ایجاد سرمایش می‌گردد.

محققان بیان کردند که نوآوری اصلی این است که دو عملکرد مکمل آلیاژهای حافظه‌دار را با یکدیگر ترکیب کرده‌اند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که نمونه اولیه می‌تواند در دمای ۸۶ درجه سانتی‌گراد، اختلاف دمای ۴ درجه سانتی‌گراد را ایجاد کند.

این فناوری می‌تواند در خنک‌کردن پردازنده‌های کامپیوتر و سرمایش تجهیزات الکترونیکی حساس خودرو مورد استفاده قرار گیرد. یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Energy منتشر شده است.