Phát minh công nghệ làm lạnh mới an toàn cho môi trường

Các nhà khoa học vừa phát minh ra công nghệ làm lạnh mới mang tên ionocaloric với kỳ vọng an toàn hơn và thân thiện với hành tinh hơn so với các công nghệ hiện tại.

Theo SlashGear, công nghệ này tận dụng năng lượng được lưu trữ hoặc giải phóng trong quá trình chuyển pha, kết hợp với một số cải tiến đáng kể. Để hiểu rõ hơn về công nghệ này, hãy cùng nhìn qua tổng quan về cách thức hoạt động của các hệ thống làm lạnh hiện tại.

Từ tủ lạnh đến điều hòa không khí, tất cả đều sử dụng chất lỏng gọi là "chất làm lạnh" để điều chỉnh nhiệt độ. Chất làm lạnh hoạt động bằng cách truyền năng lượng nhiệt từ bộ phận này sang bộ phận khác, hấp thụ hoặc giải phóng nhiệt thông qua các pha thay đổi, như khi một chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng hoặc từ thể lỏng sang thể khí.

Trong hệ thống điều hòa không khí, chất làm lạnh tạo ra không khí lạnh thông qua một chu trình gồm nhiều giai đoạn nén, ngưng tụ, giãn nở và bay hơi. Không khí lạnh được tạo ra khi không khí được thổi qua dàn bay hơi, nơi chất làm lạnh chuyển từ thể lỏng sang thể khí, hấp thụ nhiệt độ môi trường và làm mát không khí. Sau đó, khí này được đưa qua máy nén, làm tăng nhiệt độ và áp suất trước khi trở lại bộ ngưng tụ để giải phóng nhiệt và quay lại trạng thái lỏng.

Mặc dù vậy, nhiều chất làm lạnh hiện tại, như Freon, có chứa hydrofluorocarbon gây hại cho môi trường. Công nghệ ionocaloric mới hoạt động tương tự nhưng thay thế chất làm lạnh bằng muối hoặc "các hạt tích điện" để nhanh chóng chuyển pha từ rắn sang lỏng.

Công nghệ giúp nhân loại giảm phát thải CO₂

Cụ thể, công nghệ này sử dụng etylen cacbonat làm chất làm lạnh, kết hợp với các ion từ muối natri và iốt để làm tan chảy nó, từ đó giảm nhiệt độ môi trường. Quá trình này tương tự như bộ bay hơi trong hệ thống điều hòa không khí truyền thống. Nhiệt lượng có thể được loại bỏ khỏi chất làm lạnh bằng cách khử muối, khiến nó đông đặc lại và giải phóng nhiệt.

Trong khi các chất làm lạnh thông thường có thể thải ra chất ô nhiễm trong quá trình sử dụng, công nghệ mới này hứa hẹn sẽ giảm thiểu rủi ro đó.

Mặc dù công nghệ ionocaloric đầy hứa hẹn, các nhà nghiên cứu vẫn cần thực hiện thêm nhiều thử nghiệm để định lượng lợi ích của nó. Nhà nghiên cứu Ravi Prasher đến từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ) cho biết dữ liệu từ các thử nghiệm ban đầu "có vẻ rất hứa hẹn". Công nghệ này cần được đưa vào ứng dụng thực tế và mở rộng quy mô để sử dụng thương mại, với hy vọng có thể phục vụ cho cả mục đích sưởi ấm và làm mát.

Nếu thành công, công nghệ này có thể thay đổi đáng kể cách chúng ta sử dụng các thiết bị làm lạnh, loại bỏ hoàn toàn các chất làm lạnh có hại và góp phần làm sạch hành tinh.