Открыт принципиально новый способ охлаждения

17.01.2023

Стандартные холодильные системы работают с помощью охлаждаемого газа по мере расширения. Этот способ чрезвычайно эффективен, однако используемые в нем газы чрезвычайно вредны для окружающей среды.

В новом исследовании группа ученых из Национальной лаборатории Лоуренса и Калифорнийского университета в Беркли сосредоточилась на изобретении принципиально нового способа охлаждения, который был не только эффективным и менее затратным, но и оставался дружественным для окружающей среды.

Новый метод, разработанный исследователями, называется ионокаллорическим охлаждением - в нем используются преимущества накопления и высвобождения энергии при изменении фазы материала, например, когда вода переходит из твердого состояния в жидкое.

По словам инженера-механика Дрю Лилли, одним из способов заставить лед таять без нагрева добавить несколько заряженных частиц или ионов. Наиболее распространенным примером этого в действии является посыпание льда солью зимой - по сути, ионокалорический цикл также использует соль для изменения фазы жидкости и охлаждения окружающей среды.

На сегодняшний день ландшафт хладагентов является одной из самых серьезных нерешенных проблем. До сих пор никому не удавалось создать альтернативное решение, которое охлаждало бы продукты столь же эффективно и вместе с тем было безопасным и не причиняло вреда окружающей среде.

Исследователи предполагают, что именно ионокалорический цикл может помочь достичь всех этих целей, однако основной задачей является его правильная реализация. В ходе исследования ученые разработали теорию ионокалорического цикла, чтобы продемонстрировать, как она потенциально может конкурировать, а возможно и превзойти используемые сегодня системы охлаждения.

Ученые разработали модель, в которой проходящий через систему ток перемещал бы в ней ионы, тем самым сдвигая точку плавления материала, чтобы изменить температуру. Позже исследователи подтвердили теорию лабораторными экспериментами с использованием соли (приготовленной из йода и натрия). Отметим, что этот органический растворитель используется в литий-ионных батареях и производится с использованием углерода в качестве исходного материала. В результате этот подход может сделать систему нулевой, но и отрицательной.

В ходе экспериментов ученым удалось воспроизвести сдвиг температуры на 25 градусов по Цельсию на средства менее одного вольта заряда электричества. Этот результат превосходит все, чего удавалось достичь ученым с помощью других технологий.

<< Назад: Влияние питания ребенка на его будущий характер 17.01.2023

>> Вперед: Искусственные органические нейроны 16.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Солнечный элемент из вторичного сырья 08.02.2022 Группа организаций во главе с немецким исследовательским Институтом солнечных энергетических систем (Fraunhofer ISE) произвела солнечные элементы PERC из кристаллического кремния, взятого из старых, отслуживших свой срок фотоэлектрических панелей. Технология переработки была предложена немецкой компанией Reiling GmbH & Co. KG и Центром по кремниевой фотовольтаике (Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP). Финансирование предоставило Федеральное министерство экономики и климата BMWK. В настоящее время из старых солнечных модулей обычно извлекаются и перерабатываются алюминий, стекло и медь, но не кремниевые элементы. В то же время, в 2021 году общая масса фотоэлектрических модулей, установленных в Германии, составляла около пяти миллионов тонн, а содержание кремния в них оценивалось в 150 тысяч тонн. Пик "первой волны" развития солнечной энергетики ФРГ пришелся на 2009-2011 гг. "После окончания действия двадцатилетнего зеленого тарифа с 2029 года последует первая волна захоронения отходов", - объясняет профессор Андреас Бетт, директор Fraunhofer ISE. "Поэтому разумные процессы и методы извлечения кремния из использованных модулей должны быть определены заранее". Задачей исследователей являлось создание масштабируемого и экономически эффективного процесса переработки. Первым шагом в процессе является удаление стекла и пластика из фрагментов ячеек, размер которых варьируется от 0,1 до 1 миллиметра. Затем в процессе жидкостного химического травления удаляются задний контакт, серебряные контакты, эмиттер и пр. Очищенный таким образом кремний перерабатывается в монокристаллические или квазимонокристаллические слитки стандартным образом, а затем нарезается на пластины. Fraunhofer ISE произвел PERC элементы эффективностью 19,7% из 100-процентно переработанного кремния, то есть без какого-либо добавления сверхчистого кремния. При этом использовались старые модули разных типов без оглядки на производителя и происхождение. "Это ниже эффективности современных солнечных элементов PERC премиум-класса с эффективностью около 22,2%, но, безусловно, выше, чем у солнечных элементов в старых, выброшенных модулях", - объясняет Петер Долд, руководитель проекта в Fraunhofer CSP.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026