Mostantól teljesen új módszerrel hűtheted le az ételeidet
Az ionokalorikus hűtés lehet a jövő technológiája: ez az új hőmérséklet-csökkentési módszer forradalmasíthatja a hűtést és fagyasztást – biztonságosabban, hatékonyabban és környezetbarátabb módon, mint valaha.
A hagyományos hűtő- és klímarendszerek alapelve jól ismert: egy hűtőközeg elnyeli a hőt, miközben gázhalmazállapotúvá válik, majd zárt csőrendszerben újra folyadékká sűrítik. A folyamat hatékony, de a használt gázok – főként a fluorozott szénhidrogének (HFC-k) – rendkívül károsak a környezetre, és jelentősen növelik a globális felmelegedést.
A Kaliforniai Egyetem és a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium kutatói azonban egy teljesen új megközelítést mutattak be: az ionokalorikus ciklust, amely a fázisváltozás – például a jég olvadása – során felszabaduló vagy elnyelt energia elvén alapul. A kutatásról már korábban is írtunk, de azóta már még előrehaladottabb fázisban van az új technológia.
A módszer lényege, hogy ionokat, vagyis elektromosan töltött részecskéket adnak az anyaghoz, ami megváltoztatja annak olvadáspontját, és így képes elnyelni vagy leadni hőt. Ez hasonló ahhoz, ahogyan a só megakadályozza, hogy télen az utak jegesedjenek – az ionokalorikus rendszerben viszont ez a hatás irányított, elektromos árammal vezérelt folyamatként működik.
A környezetbarát hűtőközeg kérdése máig megoldatlan probléma. Még senkinek sem sikerült olyan technológiát kifejlesztenie, amely egyszerre hatékony, biztonságos és nem károsítja a bolygót. Az ionokalorikus ciklus lehet az első, amely mindhárom feltételnek megfelel
– mondta Drew Lilley, a kutatócsoport vezető mérnöke.
A kutatók elméleti modelljük mellett laboratóriumi kísérleteket is végeztek. A tesztekben jód és nátrium alapú sót használtak, amely képes volt etilén-karbonátot megolvasztani – ezt az anyagot egyébként lítiumion-akkumulátorokban is alkalmazzák, és szén-dioxidból állítják elő. A rendszer így nemcsak szénsemleges, hanem akár negatív kibocsátású is lehet.
Az eredmények lenyűgözőek: kevesebb mint 1 volt elektromos feszültséggel 25 °C hőmérséklet-csökkenést értek el – ez messze felülmúlja a legtöbb hasonló, úgynevezett kalorikus technológia teljesítményét.
A jelenlegi hűtőrendszerekben alkalmazott HFC-gázok extrém magas globális felmelegedési potenciállal (GWP) rendelkeznek, ezért az ENSZ Kigali Egyezményében részt vevő országok vállalták, hogy 25 éven belül legalább 80%-kal csökkentik azok használatát. Az ionokalorikus technológia kulcsszerepet játszhat ebben az átállásban.
A kutatók most azon dolgoznak, hogy laboratóriumi kísérletekből valódi, piaci alkalmazásokat fejlesszenek. Az új rendszer nemcsak hűtésre, hanem akár fűtésre is alkalmas lehet, mivel az ionok irányított mozgásával mindkét irányban képes hőcserét létrehozni.
A kutatás következő lépése különböző sókombinációk tesztelése, hogy megtalálják a leghatékonyabb hőelvonó anyagokat. Egy 2025-ös nemzetközi tanulmány már olyan nitrátalapú sókat mutatott be, amelyek elektromos mezőkkel és membránokkal újrahasznosíthatók, ezzel tovább növelve a rendszer fenntarthatóságát.
Egy teljesen új termodinamikai ciklust dolgoztunk ki, amely különböző tudományterületeket egyesít, és már most bizonyítottuk, hogy működik. Most a kísérletezés ideje jön: új anyagokat, új módszereket kell kipróbálnunk, hogy a technológia mérnöki szinten is megállja a helyét
– mondta Ravi Prasher, a kutatócsoport vezetője.
