Тепло как источник холода: экологичная система без электричества
Дата публикации: 1 сентября, 11:34
Специалисты Карлсруэского технологического института и Университета Цукубы создали твердотельную систему охлаждения, которая работает без электричества. Она использует тепло окружающей среды, солнечную энергию или отработанное тепло промышленных производств. Такой подход выглядит как экологически чистая замена традиционным охлаждающим устройствам. Для русскоязычной аудитории эта разработка показательна в первую очередь как шаг к автономным и энергоэффективным решениям, не зависящим от сети.
Принцип действия: две сверхтонкие никель-титановые пленки
В основе системы лежат две пленки из сплава никеля и титана. Первая пленка толщиной 22 микрометра при нагревании меняет форму и сжимается, преобразуя тепловую энергию в механическое движение. Это движение затем растягивает вторую пленку, чья толщина составляет 26,5 микрометра; именно она выполняет роль охлаждающего элемента. Первая пленка развивает усилие 14,5 Н/мм — это более чем в десять раз превышает показатели ряда коммерческих электромеханических приводов.
В ходе первых испытаний были зафиксированы значимые результаты:
- температура отдельного компонента снизилась на 4 °C;
- охлаждающий материал остыл почти на 13 °C при температуре нагревательного привода 86 °C;
- устройство стабильно работало с внешними источниками тепла до 130 °C.
Авторы проекта намерены увеличить мощность охлаждения, соединяя несколько металлических пленок. В числе возможных применений — охлаждение электроники, в том числе за счет отработанного тепла процессоров или силовых установок электромобилей.
Эта работа стала заметным шагом к снижению энергозатрат и повышению эффективности охлаждения в разных сферах.
Система состоит из двух никель-титановых пленок: одна, реагируя на тепло, создает движение, которое вторая использует для получения холода.
Разработка способна повлиять на отрасли, где охлаждение играет критическую роль, — от электроники до автомобилестроения. Использование отработанного тепла для охлаждения может уменьшить энергопотребление и сделать технологии более экологичными, что особенно важно в условиях борьбы с изменением климата. Продолжение исследований в этой области может привести к появлению более эффективных и доступных решений для охлаждения, отвечающих современным запросам.
Источник: Interesting Engineering