روشی جدید برای ایجاد سرمایش ابداع شد

مجله علمی ایلیاد - معمولاً قبل از طوفان‌های زمستانی بر روی سطح جاده‌ها نمک ریخته می‌شود تا به این ترتیب، شکل‌گیری یخ بر روی جاده را به تاخیر بیندازند. محققین آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در آمریکا بر اساس این مفهوم، روشی جدید برای گرمایش و سرمایش پیشنهاد داده‌اند. روش پیشنهادی توسط این محققین «سرمایش یونوکالریک» نام‌گذاری شده است. آن‌ها جزئیات روش خود را طی مقاله‌ای در مجله‌ی Science شرح داده‌اند.

روش یونوکاریک در واقع از این موضوع بهره می‌برد که انرژی یا گرما در زمان تغییر فاز (مانند تغییر فاز از یخ جامد به آب مایع) چگونه ذخیره یا آزاد می‌شود. ذوب شدن هر ماده‌ای باعث جذب گرما از محیط اطراف آن می‌شود، در صورتی که جامد شدن همراه با آزاد شدن گرما است. چرخه‌ی یونوکالریک از طریق جریان یون‌هایی که از نمک‌ها گرفته می‌شوند (مخصوصاً اتم‌ها و مولکول‌های باردار) باعث این تغییر فاز و دما می‌شود.

محققین امیدوارند که روش یونوکالریک روزی بتواند به اندازه‌ای تولید گرمایش و سرمایش کند که بتوان نصف انرژی مصرفی در منازل را از آن گرفت. گازهایی که در حال حاضر به‌عنوان «سیال مبرد» در وسایل خانگی استفاده می‌شوند نقش زیادی در ایجاد گرمایش جهانی دارند، بنابراین یافتن روشی برای حذف استفاده از این گازها از اهمیت بالایی برخوردار است.

تا قبل از این، روشی که بتواند به صورت کارآمد و ایمن و بدون آسیب به محیط‌زیست باعث حذف استفاده از گازهای مبرد شود وجود نداشته است، ولی محققین امیدوارند چرخه‌ی یونوکالریک بتواند این وظیفه را انجام دهد.

چرخه‌ی یونوکالریک با انواع مختلفی از روش‌های سرماسازی که در حال توسعه هستند، همراستا است. از جمله این روش‌ها می‌توان به مغناطیس، فشار، کشش و میدان‌های الکتریکی اشاره کرد. در این روش‌ها از هر راهکاری استفاده می‌شود تا باعث شود مواد جامد حرارت خود را آزاد کرده و یا حرارت اطراف را جذب کنند. تفاوت روش یونوکالریک با دیگر روش‌ها این است که در آن از یون‌ها برای ایجاد تغییر فاز از جامد به مایع استفاده می‌شود. استفاده از مایع این مزیت را دارد که می‌توان به راحتی آن را پمپ کرد و ورود و خروج گرما به سیستم حاوی مایع راحت‌تر است؛ در صورتی که استفاده از ماده‌ی جامد این مزیت‌ها را ندارد.

محققین ابداع کننده‌ی روش یونوکالریک ادعا می‌کنند که این روش می‌تواند با سیستم‌های استفاده کنند از گازهای مبرد قابل مقایسه و یا حتی بهتر از آن‌ها است.

مایعی که این محققین از آن استفاده کرده‌اند، نمک حاوی ید و سدیم و کنار کربنات اتیلن و حلال آلی موجود در باتری‌های لیتیوم-یونی بوده است. استفاده از این ماده نه تنها باعث آزاد شدن کربن به اتمسفر نمی‌شود، بلکه جاذب کربن است و کربن‌های موجود در محیط اطراف را نیز به خود جذب می‌کند.

عبور دادن جریان از این سیستم باعث تغییر دمای ذوب مواد درون سیستم می‌شود. زمانی که مایع درون سیستم ذوب می‌شود، گرمای محیط اطراف خود را جذب می‌کند و زمانی که یون‌ها از مایع جدا می‌شوند، مایع مجدداً تبدیل به جامد می‌شود و حرارت را پس می‌دهد.

در آزمایش‌ها ثابت شده است که با استفاده از تنها یک ولت توان، امکان ایجاد تغییر ۲۵ درجه‌ای دما فراهم شده است.

این روش بیشتر به خاطر توانایی سرماسازی مورد توجه قرار گرفته است، ولی محققین اذعان دارند که از آن می‌توان برای گرمایش نیز استفاده کرد.