Современные холодильные установки на базе парокомпрессионного охлаждения потребляют много электроэнергии и выделяют много углекислого газа. Только в Китае технологии охлаждения потребляют почти 20% электроэнергии страны и генерируют 7,8% её углеродных выбросов. Твердотельные системы, хотя и считаются более экологичными, ограничиваются низкой эффективностью передачи тепла. Новый метод сочетает экологичность с высокой производительностью.
Ученые сосредоточились на соли тиоцианата аммония (NH₄SCN), растворенной в воде. Когда к этому раствору прикладывается давление, соль выпадает в осадок и выделяет тепло. При снижении давления соль снова растворяется, поглощая большое количество тепла и создавая охлаждающий эффект. Этот процесс можно повторять много раз в ходе холодильных циклов.
В отличие от классических твердотельных систем, где передача тепла затруднена на границе разных материалов, «барокалорический метод растворения» объединяет хладагент и теплоноситель в единой жидкой фазе. Такое решение позволяет преодолеть проблему «невозможного треугольника» в теплоэнергетике: оно одновременно гарантирует низкий углеродный след, высокую мощность охлаждения и максимальную эффективность теплопередачи.
Эксперименты показали хорошие результаты: при комнатной температуре система охлаждалась на 30°C всего за 20 секунд, а при более высоких температурах диапазон охлаждения достигал 54°C.Охлаждающая способность составила 67 джоулей на грамм (Дж·г⁻¹), а эффективность приблизилась к 77%.
С помощью спектроскопии ученые подтвердили, что процесс стабилен, обратим и мгновенно реагирует на изменения давления — ключевые требования для холодильных систем. Это делает технологию потенциально пригодной для промышленного и бытового использования.
Новый метод позволяет перекачивать хладагент непосредственно через теплообменники, что открывает путь к коммерциализации мощных холодильных систем с нулевым уровнем выбросов. Благодаря высокой производительности при больших температурах технология может стать идеальным решением для охлаждения центров обработки данных, питающих искусственный интеллект следующего поколения.
