Naukowcy z Uniwersytetu Saary w zachodnich Niemczech pracują nad nową techniką chłodzenia i ogrzewania pomieszczeń. Bazuje ona na tzw. materiałach elastokalorycznych i efekcie elastokalorycznym. Podczas Światowego Forum Ekonomicznego została ona umieszczona na liście dziesięciu najlepszych technologii 2024 roku. Badania są finansowane w kwocie 4 milionów euro w ramach międzynarodowego konsorcjum EIC Pathfinder Challenge.
Czytaj też: Pompy ciepła mają problem. Niepokojące dane z Europy
Z elastokalorykami spotykamy się tak naprawdę po raz pierwszy (przynajmniej na łamach naszego serwisu). Materiał elastokaloryczny to taki, w którym naprężenie mechaniczne są w stanie wpłynąć na temperaturę układu. Zatem zginając i prostując taki materiał, możemy ochłodzić lub podgrzać dane pomieszczenie. Niemiecka technologia nie wymaga żadnych czynników chłodniczych i zużywa o wiele mniej energii elektrycznej – czytamy w komunikacie prasowym Uniwersytetu Saary.
Już nie pompy ciepła, a materiały elastokaloryczne mogą odmienić przyszłe ciepłownictwo
Jak przyznaje prof. Paul Motzki, kierownik badań, elastokaloryki mogą działać jednocześnie jako pompa ciepła i system chłodzący. Wydajność tych materiałów jest ponad dziesięciokrotnie wyższa niż w przypadku konwencjonalnych systemów klimatyzacyjnych i grzewczych. Proces z użyciem elastokaloryków polega na prostej regule: ciepło jest usuwane z pomieszczenia lub transportowane do innego pomieszczenia poprzez poprzez rozciąganie materiału i zwalnianie naprężenia.
Czytaj też: Miało być pięknie, a są problemy. Polacy narzekają na fotowoltaikę i pompy ciepła
Zastosowano tutaj super elastyczny stop niklu i tytanu. Okazuje się, że materiały zbudowane z tych metali po odkształceniu wracają do swojego pierwotnego kształtu. Mają one po prostu dwie fazy, które mogą przechodzić jedna w drugą. „Materiał uwalnia ciepło, gdy jest rozciągany w stanie super sprężystym, a następnie pochłania ciepło, gdy jest nieobciążony” – wyjaśnia Paul Motzki. Dzięki temu procesowi naukowcom udało się osiągnąć różnice temperatur pomiędzy pomieszczeniami rzędu 20 stopni.
Czytaj też: Pompy ciepła doczekały się gigantycznego wzrostu. Z nową technologią ich sprawność zachwyca
Dodajmy na koniec, że procesy grzewcze i chłodzące bazujące na efekcie elastokalorycznym mogą być zaprojektowane do funkcjonowania w sposób inteligentny. Zmienią one temperaturę nie tylko całego budynku, ale również poszczególnych pomieszczeń w zależności od potrzeb. Póki co naukowcy będą badać możliwość zastosowania tej technologii w domach jednorodzinnych. Jest to nie lada wyzwania, ponieważ potrzeba zaprojektować takie urządzenie, które będzie pracować w układzie krążenia i przez którego przepływ powietrza zagwarantuje najlepszy efekt chłodzący i grzewczy.